DE102016009879A1 - Method and device for determining the leakage rate of a hydraulic component of a vehicle and its remaining range - Google Patents

Method and device for determining the leakage rate of a hydraulic component of a vehicle and its remaining range Download PDF

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Malte Rothhämel
Jens-Hauke Müller
Markus Lichtenstein
Lars Wülbeck
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Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Volkswagen AG
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Volkswagen AG
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Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Leckrate einer hydraulischen, für den Fahrbetrieb erforderlichen Komponente eines Fahrzeugs und der auf der Leckrate basierenden Restreichweite des Fahrzeugs umfasst die Schritte: – zyklisches Messen des Flüssigkeitspegels des Ausgleichsbehälters der hydraulischen Komponente, – Ermitteln einer aktuellen Leckrate aus mindestens zwei aufeinanderfolgenden Messungen des Flüssigkeitspegels, und – Schätzen einer Restreichweite für den sicheren Betriebs hydraulischen Komponente des Fahrzeugs aus mindestens der aktuellen Leckrate und eines kritischen Flüssigkeitspegels des Ausgleichsbehälter.A method and apparatus for determining the leak rate of a hydraulic vehicle required vehicle component and the vehicle leak rate based residual range comprises the steps of: cyclically measuring the fluid level of the hydraulic component surge tank, determining a current leak rate of at least two successive measurements of the liquid level, and - estimating a residual range for the safe operation of the hydraulic component of the vehicle from at least the current leak rate and a critical fluid level of the surge tank.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Leckrate einer hydraulischen, für den Fahrbetrieb erforderlichen Komponente eines Fahrzeugs und der auf der Leckrate basierenden Restreichweite des Fahrzeugs, insbesondere eines automatisch fahrenden Fahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine entsprechende Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.The invention relates to a method for determining the leak rate of a hydraulic, required for driving component of a vehicle and the leak rate based residual range of the vehicle, in particular an automatically moving vehicle, according to the preamble of claim 1 and a corresponding device according to the preamble of the claim 9th

Bei schweren PKW und bei Nutzfahrzeugen werden in der Regel hydraulische Lenkanlagen verbaut. Bei diesen besteht die Gefahr der Leckage, wobei in der Regel eine Leckage nicht schlagartig auf tritt, sondern die Hydraulikanlage verliert durch defekte Dichtungen oder Dichtringe ”tropfenweise” Hydraulikflüssigkeit, wobei die verlorene Hydraulikflüssigkeit durch solche aus einem Ausgleichsbehälter der Hydraulikanlage ersetzt wird. Bekannt sind Sensoren am Ausgleichsbehälter, die den Flüssigkeitsstand messen. Dieses sind aus Kostengründen typischerweise ja/nein Schalter, die beim Unterschreiten eines Mindestflüssigkeitsstandes im Ausgleichsbehälter eine Warnung generieren und üblicherweise eine Warnlampe im Kombiinstrument aufleuchten lassen. Ob eine derartig einfache Warnung ausreichend ist und ob der Fahrer diese Warnung überhaupt beachtet, ist fraglich.In heavy cars and commercial vehicles are usually installed hydraulic steering systems. In these there is a risk of leakage, which usually does not suddenly occur on a leak, but the hydraulic system loses "defective" hydraulic seals due to defective seals or seals, the lost hydraulic fluid is replaced by those from a reservoir of the hydraulic system. Sensors are known on the expansion tank, which measure the liquid level. For cost reasons, these are typically yes / no switches that generate a warning when falling below a minimum fluid level in the expansion tank and usually allow a warning light to illuminate in the instrument cluster. Whether such a simple warning is sufficient and whether the driver even observes this warning is questionable.

Bei automatisch fahrenden Kraftfahrzeugen oder Nutzfahrzeugen ist der Fahrer abgelenkt oder er schläft. Bei Nutzfahrzeugen kann ggf. aus Kostengründen kein Fahrer mehr an Bord sein. In allen Fällen ist daher unwahrscheinlich, dass der Fahrer auf Warnungen, z. B. aufgrund von Hydraulikflüssigkeitsmangel, adäquat reagiert. Sollte dies unterbleiben, dann besteht Unfallgefahr weil die im Fall einer hydraulisch arbeitenden Lenkanlage diese gegebenenfalls nicht mehr ordnungsgemäß funktioniert.In automatic motor vehicles or commercial vehicles, the driver is distracted or he sleeps. In the case of commercial vehicles, for reasons of cost, no driver may possibly be on board. In all cases, it is therefore unlikely that the driver will be warned, eg. B. due to hydraulic fluid deficiency, adequately responded. Should this be done, then there is a risk of accident because in the case of a hydraulic steering system this may no longer work properly.

Die Druckschrift DE 10 2008 022 363 A1 betrifft ein Verfahren zur Überwachung des Füllstands einer Flüssigkeit in einem Flüssigkeitsbehälter, insbesondere zur Überwachung des Kühlmittelfüllstandes in einem Reaktordruckbehälter einer Druckwasserreaktoranlage, bei dem anhand der gemessenen Temperaturdifferenz zwischen einem beheizten Thermoelement und einem ihm zugeordneten unbeheizten Thermoelement, die beide im Flüssigkeitsbehälter angeordnet sind, auf das Absinken des Flüssigkeitsspiegels unter die Einbauhöhe des beheizten Thermoelementes geschlossen wird.The publication DE 10 2008 022 363 A1 relates to a method for monitoring the level of a liquid in a liquid container, in particular for monitoring the coolant level in a reactor pressure vessel of a pressurized water reactor plant, in which based on the measured temperature difference between a heated thermocouple and an associated unheated thermocouple, both of which are arranged in the liquid container on the Lowering the liquid level is below the installation height of the heated thermocouple is closed.

Die Druckschrift US 20040017289 A1 betrifft ein Verfahren zur Verarbeitung von Information in einem Reifendrucküberwachungssystem. Dabei wird ausgehend von einer Referenztemperatur eine Druckwarnschwelle bei dieser Referenztemperatur bestimmt. Es erfolgt eine Bestimmung des aktuellen Reifendrucks und der Reifentemperatur, wobei der gemessene Reifendruck in einen gefilterten Wert bei der Referenztemperatur mittels des Gasgesetzes umgerechnet wird, wobei der gefilterte Wert zur Bestimmung eines Warnsignals mit der Druckwarnschwelle verglichen wird. Weiterhin kann eine Leckrate des Reifendrucks bestimmt werden und eine zeitliche Vorhersage getroffen werden, wann der gefilterte Reifendruck die Druckwarnschwelle erreichen wird, so dass der Fahrer darüber informiert wird, wie lange der Reifendruck noch ausreichend ist.The publication US 20040017289 A1 relates to a method for processing information in a tire pressure monitoring system. In this case, based on a reference temperature, a pressure warning threshold is determined at this reference temperature. A determination is made of the current tire pressure and the tire temperature, the measured tire pressure being converted into a filtered value at the reference temperature by means of the gas law, the filtered value being compared with the pressure warning threshold for determining a warning signal. Furthermore, a leak rate of the tire pressure can be determined and a temporal prediction can be made as to when the filtered tire pressure will reach the pressure warning threshold, so that the driver is informed about how long the tire pressure is still sufficient.

Die Druckschrift US 20060122747 A1 offenbart die parallele Verknüpfung verschiedener Verfahren zur Bestimmung der Leckrate eines Fahrzeugreifens, so dass eine Warnung bei verschiedenen Reifenbedingungen erfolgen kann.The publication US 20060122747 A1 discloses the parallel linkage of various methods for determining the leak rate of a vehicle tire so that a warning can be given at different tire conditions.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Bestimmung der Restreichweite eines Fahrzeugs bei einer Leckage einer hydraulischen, für den Fahrbetrieb erforderlichen Fahrzeugkomponente anzugeben.The invention has for its object to provide an improved method for determining the remaining range of a vehicle at a leakage of a hydraulic, required for driving vehicle component.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by a method having the features of claim 1 and by an apparatus having the features of claim 9. Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der Leckrate einer hydraulischen, für den Fahrbetrieb erforderlichen Komponente eines Fahrzeugs und der auf der Leckrate basierenden Restreichweite des Fahrzeugs umfasst die Schritte:

  • – zyklisches Messen des Flüssigkeitspegels des Ausgleichsbehälters der hydraulischen Komponente,
  • – Ermitteln einer aktuellen Leckrate aus mindestens zwei aufeinanderfolgenden Messungen des Flüssigkeitspegels, und
  • – Schätzen einer Restreichweite für den sicheren Betrieb der hydraulischen Komponente des Fahrzeugs aus mindestens der aktuellen Leckrate und eines kritischen Flüssigkeitspegels des Ausgleichsbehälter.
The method according to the invention for determining the leak rate of a hydraulic component of a vehicle required for driving operation and the leak range of the vehicle based on the leak rate comprises the steps:
  • Cyclically measuring the liquid level of the surge tank of the hydraulic component,
  • Determining a current leak rate from at least two consecutive measurements of the liquid level, and
  • - Estimate a residual range for the safe operation of the hydraulic component of the vehicle from at least the current leakage rate and a critical fluid level of the expansion tank.

Durch das zyklische Messen des Flüssigkeitspegels kann geschätzt werden, wann die Betriebszuverlässigkeit der hydraulischen Komponente in einen kritischen Bereich gelangen wird, in dem die Sicherheit des Fahrzeugs nicht mehr gewährleistet ist. Dadurch ist es insbesondere bei einem automatischen Fahren möglich rechtzeitig geeignete Maßnahmen zu ergreifen, wie eine rechtzeitige Reparatur der hydraulischen Komponente oder eine vorzeitige Beendigung der automatischen Fahrt. Als hydraulische Komponenten kommen beispielsweise eine hydraulische Lenkung oder ein hydraulisches Bremssystem in Betracht, wobei der Schwerpunkt der Anwendung bei schweren Personenkraftwagen und Nutzfahrzeugen liegt, die zu einem automatisch Fahren in der Lage sind.By cyclically measuring the liquid level, it can be estimated when the operational reliability of the hydraulic component will reach a critical range in which the safety of the vehicle is no longer guaranteed. This makes it possible in particular in an automatic driving to take timely action, such as a timely repair of the hydraulic component or premature termination of the automatic ride. As hydraulic components are for example a hydraulic steering or a hydraulic brake system The focus of the application is on heavy passenger cars and commercial vehicles capable of automatic driving.

Weiter bevorzugt wird aus zeitlich unterschiedlichen Leckraten eine mittlere Leckrate bestimmt, die zur Bestimmung der Restreichweite herangezogen wird. Auf diese Weise wird die Zuverlässigkeit der Ermittlung der Restreichweite erhöht, indem auf mehrere Messungen zurückgegriffen wird, um einen Mittelwert zu bilden, so dass eine ”fehlerhafte” Messung nicht ins Gewicht fällt.More preferably, a mean leakage rate is determined from temporally different leakage rates, which is used to determine the residual range. In this way, the reliability of the determination of the remaining range is increased by using several measurements to form an average, so that a "faulty" measurement is not significant.

Vorzugsweise wird eine Warnung erzeugt, wenn die Leckrate einen vorgegebenen Wert überschreitet. Dadurch kann sichergestellt werden, dass eine plötzliche Erhöhung der Leckrate, welche beispielsweise durch eine akute Verschlechterung des Dichtheitszustands der hydraulischen Komponente verursacht wird, sofort erkannt wird und entsprechende Gegenmaßnahmen ergriffen werden können.Preferably, a warning is generated when the leak rate exceeds a predetermined value. This can ensure that a sudden increase in the leak rate, which is caused for example by an acute deterioration of the tightness state of the hydraulic component is detected immediately and appropriate countermeasures can be taken.

Weiter bevorzugt wird der Gradient des Verlaufs der ermittelten Leckraten bestimmt und eine Warnung erzeugt, wenn der Gradient größer als ein vorgegebener Wert ist. Auch mit dieser Maßnahme kann eine schnelle Verschlechterung des Zustands der hydraulischen Komponente kontinuierlich erkannt werden.More preferably, the gradient of the course of the determined leak rates is determined and a warning is generated when the gradient is greater than a predetermined value. Even with this measure, a rapid deterioration of the state of the hydraulic component can be continuously detected.

Vorzugsweise basiert die Schätzung der Restreichweite auf einer typischen Fahrgeschwindigkeit oder auf einer aktuellen Durchschnittsfahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs. So kann beispielsweise bei einer Autobahnfahrt eines Nutzfahrzeugs die typische Fahrgeschwindigkeit zur Schätzung der Restreichweite ausreichend sein, insbesondere wenn eine konservative Schätzung durchgeführt wird. Sollte eine genauere Schätzung der Restreichweite gewünscht sein, so ergibt die Verwendung der aktuellen Durchschnittsgeschwindigkeit eine genauere Abschätzung.Preferably, the estimate of the remaining range is based on a typical vehicle speed or on a current average vehicle speed. For example, when driving a highway on a commercial vehicle, the typical driving speed for estimating the remaining range may be sufficient, in particular if a conservative estimation is carried out. If a more accurate estimation of the residual range is desired, the use of the current average speed gives a more accurate estimate.

Weiter bevorzugt erfolgt die Messung des Flüssigkeitspegels des Ausgleichsbehälters der hydraulischen Komponente kontinuierlich oder an mehreren diskreten Punkten. Bei einer kontinuierlichen Messung des Flüssigkeitspegels ist eine genauere Bestimmung der Leckrate möglich, wobei die kontinuierliche Messung einen entsprechenden Sensor benötigt, der beispielsweise über eine Widerstandsmessung den Pegelstand kontinuierlich kontrollieren kann. Bei einer diskreten Messung erfolgt eine Messung an mehreren vorgegebenen Punkten des Flüssigkeitspegels, wobei die Anzahl der Messpunkte mindestens zwei beträgt. Um eine ausreichende Auflösung zu gewährleisten, muss jedoch eine entsprechende Anzahl von deutlich mehr als zwei Messpunkten gewährleistet sein.More preferably, the measurement of the liquid level of the surge tank of the hydraulic component takes place continuously or at a plurality of discrete points. In a continuous measurement of the liquid level, a more accurate determination of the leak rate is possible, the continuous measurement requires a corresponding sensor, which can continuously control the level, for example via a resistance measurement. In a discrete measurement, a measurement takes place at a plurality of predetermined points of the liquid level, wherein the number of measuring points is at least two. In order to ensure a sufficient resolution, however, a corresponding number of clearly more than two measuring points must be ensured.

Vorzugsweise befindet sich das Fahrzeug in einem automatischen Fahrtbetrieb, wobei der automatische Fahrbetrieb einen fahrerlosen Fahrbetrieb einschließt. Das Verfahren zur Bestimmung der Restreichweite ist insbesondere bei automatisch fahrenden Fahrzeugen von Vorteil, da der Fahrer bei einem automatischen Betrieb des Fahrzeugs, wie dies insbesondere bei Nutzfahrzeugen angedacht ist, seine Aufmerksamkeit mit hoher Wahrscheinlichkeit nur in geringem Umfang dem Fahrbetrieb widmet. Im Falle eines fahrerlosen Fahrbetriebs ist kein Fahrer mehr an Bord, der das Fahrzeug überwachen kann.Preferably, the vehicle is in an automatic driving operation, wherein the automatic driving operation includes a driverless driving operation. The method for determining the remaining range is particularly advantageous in automatically moving vehicles since, in the case of automatic operation of the vehicle, as is especially the case with commercial vehicles, the driver is very likely to devote his attention to driving only to a limited extent. In the case of driverless driving, there is no longer any driver on board who can monitor the vehicle.

Weiter bevorzugt wird der automatische oder fahrerlose Fahrbetrieb erst dann beendet, wenn die Restreichweite ausgeschöpft ist oder wenn der Flüssigkeitspegel den vorgegebenen kritischen Wert unterschreitet. In diesem Fall wird der Fahrer aufgefordert, den Fahrbetrieb zu übernehmen, so dass gegebenenfalls ein Reparatur erfolgen kann. Im fahrerlosen Betrieb kann das Fahrzeugs rechtzeitig an einem sicheren Abstellplatz abgestellt werden.More preferably, the automatic or driverless driving operation is only terminated when the remaining range is exhausted or when the liquid level falls below the predetermined critical value. In this case, the driver is requested to take over the driving operation, so that, if necessary, a repair can take place. In driverless operation, the vehicle can be parked in a secure parking space in good time.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung der Leckrate einer hydraulischen, für den Fahrbetrieb erforderlichen Komponente eines Fahrzeugs und der auf der Leckrate basierenden Restreichweite des Fahrzeugs, wobei die Vorrichtung zur Durchführung des im Vorangegangenen beschriebenen Verfahrens eingerichtet und ausgelegt ist, umfasst

  • – einer Sensoreinrichtung zur kontinuierlichen oder diskreten Bestimmung des Flüssigkeitspegels des Ausgleichsbehälters der hydraulischen Komponente,
  • – einer Einrichtung zur Bestimmung der Leckrate,
  • – einer Einrichtung zur Schätzung der Restreichweite, und
  • – einer Ausgabeeinrichtung.
The device according to the invention for determining the leakage rate of a hydraulic component of a vehicle required for driving operation and the leak rate-based residual range of the vehicle, the device being set up and designed to carry out the method described above
  • A sensor device for the continuous or discrete determination of the liquid level of the expansion tank of the hydraulic component,
  • - a device for determining the leak rate,
  • - a residual range estimation facility, and
  • - an output device.

Weiter bevorzugt umfasst die Vorrichtung zur Bestimmung der Leckrate eine Einrichtung zur Bereitstellung von Parametern, wobei hierunter Parameter verstanden werden, die zur Bestimmung der Leckrate und der Restreichweite notwendig sind, wie beispielsweise der Minimalwert Min und der Maximalwert Max des Flüssigkeitspegels, ein vorgegebener kritischer Wert des Flüssigkeitspegels, die typische Fahrgeschwindigkeit und/oder die Durchschnittsgeschwindigkeit über einen vorgegebenen Zeitraum.The device for determining the leak rate furthermore preferably comprises a device for providing parameters, which are understood to be parameters which are necessary for determining the leak rate and the residual range, such as the minimum value Min and the maximum value Max of the liquid level, a predetermined critical value of the liquid Liquid level, the typical driving speed and / or the average speed over a given period of time.

Die Erfindung besteht zusammenfassend darin, als Sensor einen Sensor zu verbauen, der entweder mehrere Messpunkte besitzt oder kontinuierlich misst. Dieses Signal kann in einem Steuergerät, z. B. einem Lenkungssteuergerät, ausgelesen und weiter verarbeitet werden. Wenn der Verlauf des Flüssigkeitsstands über der Zeit durch kontinuierliches Messen bekannt ist, dann kann daraus eine Vorhersage abgeleitet werden, wann – beispielsweise bei gleichbleibendem Verlust – der Flüssigkeitsstand unterhalb einer kritischen Marke fallen wird. Aus der typischen Fahrgeschwindigkeit eines Nutzfahrzeuges, wie einem Lastkraftwagen, kann somit eine ”Restreichweite” vorhergesagt werden, ab wann die Hydraulikflüssigkeit einen kritischen Wert erreichen wird. Eine Warnung an den Fahrer kann mit dieser Information erfolgen, zudem kann die Spedition im Fall eines Nutzfahrzeugs vorab informiert werden, um beim nächsten Check auf dem Betriebshof den Fehlerfall zu untersuchen und Abhilfemaßnahmen zu treffen.In summary, the invention consists of installing a sensor as a sensor, which either has several measuring points or measures them continuously. This signal can be stored in a control unit, eg. As a steering control unit, read and processed further. If the course of the liquid level over time is known by continuous measurement, then a prediction can be derived from it, when - for example, with constant loss - the liquid level will fall below a critical level. From the typical driving speed of a commercial vehicle, such as a truck, a "remaining range" can thus be predicted from when the hydraulic fluid will reach a critical value. A warning to the driver can be made with this information, in addition, the freight forwarder can be informed in advance in the case of a commercial vehicle to investigate the error case at the next check on the depot and take remedial action.

Das Verfahren ist anwendbar auf Kühlflüssigkeit, Bremsflüssigkeit und Lenkflüssigkeit eines Fahrzeugs.The method is applicable to the coolant, brake fluid and steering fluid of a vehicle.

Weitere Anwendungsfälle außerhalb von Straßenfahrzeugen können alle Arten von hydraulischen Antrieben sein, beispielsweise in der Luftfahrt, der BAhn- oder Schiffstechnik.Other applications outside of road vehicles may be all types of hydraulic drives, for example in aviation, BAhn- or marine technology.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgende anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigtA preferred embodiment of the invention will be explained in more detail below with reference to a drawing. It shows

1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Bestimmung der Restreichweite. 1 a schematic representation of a device for determining the remaining range.

Die 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung 1 zur Bestimmung der Leckrate der Hydraulikflüssigkeit einer hydraulischen Komponente eines Fahrzeugs, beispielsweise einer hydraulischen Lenkung, sowie der daraus resultierenden Restreichweite für einen sicheren Betrieb des Fahrzeugs. Jede hydraulische Komponente eines Fahrzeugs, ob es sich um die hydraulische Lenkung oder um das hydraulische Bremssystem handelt, weist einen Ausgleichbehälter 2 auf, der mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist, um immer ausreichend Hydraulikflüssigkeit in der hydraulischen Komponente zur Verfügung zu haben. Dabei bewegt sich der Flüssigkeitspegel zwischen einem Maximalwert Max und einem Minimalwert Min. Bei einem Unterschreiten des Minimalwertes Min ist kein sicherer Betrieb der hydraulischen Komponente mehr möglich, da komprimierbare Luft in die Druckleitungen der hydraulischen Komponente gelangen könnte.The 1 shows a schematic representation of a device 1 for determining the leak rate of the hydraulic fluid of a hydraulic component of a vehicle, for example a hydraulic steering, as well as the resulting residual range for safe operation of the vehicle. Each hydraulic component of a vehicle, whether it is the hydraulic steering or the hydraulic brake system, has a surge tank 2 which is filled with a hydraulic fluid to always have sufficient hydraulic fluid in the hydraulic component available. In this case, the liquid level moves between a maximum value Max and a minimum value Min. If the minimum value Min is not reached, safe operation of the hydraulic component is no longer possible since compressible air could enter the pressure lines of the hydraulic component.

Zur Bestimmung des Flüssigkeitsstandes in dem Ausgleichsbehälter 2 weist die Vorrichtung 1 eine Sensoreinrichtung 3 auf, mittels der der aktuelle Flüssigkeitsstand bestimmt werden kann. Dabei kann die Sensoreinrichtung 3 den Flüssigkeitsstand entweder kontinuierlich messen oder die Sensoreinrichtung 3 weist mehrere unterschiedliche Messpunkte zur diskreten Messung des Flüssigkeitspegels auf, so dass eine zeitliche Beurteilung des Flüssigkeitsstandes in dem Ausgleichsbehälter 2 möglich ist. Zu vorgegebenen Zeitpunkten, wobei hier beispielhaft Zeitpunkte t – 1 und t betrachtet werden, misst die Sensoreinrichtung 3 den Flüssigkeitsstand oder Pegel in dem Ausgleichsbehälter und leitet die Messergebnisse an eine Einrichtung 4 zur Bestimmung der Leckrate weiter, die einen Speicher zur Speicherung der zeitlich aufeinanderfolgenden Messergebnisse aufweist. Aus den zeitlich aufeinanderfolgenden Messergebissen, beispielsweise den Messergebnissen zu den Zeitpunkten t – 1 und t, kann in der Einrichtung 4 eine Leckrate bestimmt und gespeichert werden. Mittels des Speichers der Einrichtung 4 kann ferner die zeitliche Entwicklung der Leckrate des Ausgleichsbehälters 2 ermittelt werden, so dass eine Aussage über eine Veränderung der Leckrate über einen Messzyklus möglich ist. Dabei kann als Messzyklus beispielsweise ein Wartungsintervall des Fahrzeugs festgelegt werden, so dass die Entwicklung der Leckrate zur Ausgabe einer Warnung in einer Warneinrichtung 7 herangezogen werden kann, wenn beispielsweise die Leckrate einen vorgegebenen Wert übersteigt.To determine the fluid level in the expansion tank 2 has the device 1 a sensor device 3 on, by means of the current liquid level can be determined. In this case, the sensor device 3 either continuously measure the fluid level or the sensor device 3 has several different measuring points for the discrete measurement of the liquid level, so that a temporal assessment of the liquid level in the surge tank 2 is possible. At predetermined times, examples of which are time points t-1 and t, the sensor device measures 3 the fluid level or level in the surge tank and sends the results to a facility 4 for determining the leak rate, which has a memory for storing the temporally successive measurement results. From the temporally successive measurement bits, for example, the measurement results at the times t - 1 and t, in the device 4 a leak rate is determined and stored. By means of memory of the device 4 can also the temporal evolution of the leakage rate of the surge tank 2 be determined so that a statement about a change in the leakage rate over a measuring cycle is possible. In this case, for example, a maintenance interval of the vehicle can be defined as the measurement cycle, so that the development of the leak rate for issuing a warning in a warning device 7 can be used, for example, if the leak rate exceeds a predetermined value.

Die aktuell ermittelte Leckrate und/oder auch eine über mehrere Messungen einschließlich der aktuellen Messung gemittelte Leckrate werden an eine Einrichtung 5 zur Bestimmung einer Schätzung der Restreichweite des Fahrzeugs übermittelt. Aus der übermittelten Leckrate, die mit einem Zeitintervall verbunden ist, und beispielsweise der typischen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs kann eine Schätzung einer Restreichweite abgeleitet werden, mit anderen Worten eine Reichweite bestimmt werden, ab der die Hydraulikflüssigkeit einen kritischen Wert wie beispielsweise den Minimalwert Min des Ausgleichbehälter 2 erreichen wird. Um diese Restreichweite bestimmen zu können, sind weitere Parameter notwendig, die von einer Einrichtung 6 zur Bereitstellung notwendiger Parameter übertragen werden. Als Parameter kommen der vorgegebene kritische Wert, der Minimalwert Min, der Maximalwert Max und die typische Fahrgeschwindigkeit in Frage. Anstelle einer vorgegebenen typischen Fahrgeschwindigkeit kann auch eine über einen vorgegebenen Zeitraum, wie beispielsweise die vergangenen 10 oder 20 Minuten oder gar mehrere Tage, gemittelte Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs in Betracht gezogen werden, so dass die Restreichweite auf die aktuelle mittlere Fahrgeschwindigkeit bezogen ist. Aus dem Minimalwert Min und dem Maximalwert Max kann der mögliche Messbereich der Flüssigkeitspegelmessung abgeleitet werden, während der kritische Wert des Flüssigkeitspegels vorgegeben ist und durch den Minimalwert Min realisiert sein kann.The currently determined leak rate and / or a leak rate averaged over several measurements, including the current measurement, are sent to a facility 5 for determining an estimate of the remaining range of the vehicle. From the transmitted leak rate, which is associated with a time interval and, for example, the typical vehicle speed of the vehicle, an estimate of a residual range can be derived, in other words a range are determined, from which the hydraulic fluid is a critical value, such as the minimum value Min of the expansion tank 2 will reach. In order to be able to determine this residual range, further parameters are required by a device 6 be transmitted to provide necessary parameters. The parameters are the predetermined critical value, the minimum value Min, the maximum value Max and the typical driving speed. Instead of a given typical driving speed, it is also possible to take into account a vehicle traveling speed averaged over a given period of time, such as the last 10 or 20 minutes or even several days, so that the remaining range is related to the current average driving speed. From the minimum value Min and the maximum value Max, the possible measuring range of the liquid level measurement can be derived, while the critical value of the liquid level is predetermined and can be realized by the minimum value Min.

Die anhand der Leckrate und dem kritischen Wert ermittelte Restreichweite wird einer Anzeigeeinrichtung 7 übermittelt, die dem Fahrer die Restreichweite anzeigt. Gleichzeitig kann ein Warnsignal erzeugt werden, wenn sich der Flüssigkeitspegel im Ausgleichsbehälter einem vorgegebene kritischen Wert nähert. Im Fall eines automatischen Fahrens kann ferner die Anzeigeeinrichtung mit dem Annähern an die Restreichweite bzw. den kritischen Wert die Einrichtung zum automatischen Fahren instruieren das automatische Fahrern zu beenden und die Fahrverantwortung an den Fahrer zu übertragen, so dass dieser entsprechende Maßnahmen ergreifen kann. Sollte der Fahrer die Fahrverantwortung nicht aktiv übernehmen, so kann das automatische Fahren das Fahrzeug in eine sicheren Zustand überführen und einen Nothalt durchführen, da mit dem Unterschreiten des kritischen Wertes das ordnungsgemäße Funktionieren der hydraulischen Komponente nicht mehr gewährleistet ist.The residual range determined on the basis of the leak rate and the critical value becomes a display device 7 transmitted to the driver indicating the remaining range. At the same time, a warning signal can be generated when the Liquid level in the expansion tank approaches a predetermined critical value. Further, in the case of automatic driving, as the remaining range or the critical value is approached, the indicator may instruct the automatic driving device to stop the automatic driver and transmit the driving responsibility to the driver so that he may take appropriate action. If the driver does not take over the driving responsibility actively, the automatic driving can bring the vehicle into a safe state and perform an emergency stop, since the falling below the critical value, the proper functioning of the hydraulic component is no longer guaranteed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Vorrichtung zur Bestimmung der RestreichweiteDevice for determining the residual range
22
AusgleichbehälterReservoirs
33
Sensoreinrichtungsensor device
44
Einrichtung zur Bestimmung der LeckrateDevice for determining the leak rate
55
Einrichtung zur Bestimmung der RestreichweiteDevice for determining the remaining range
66
Einrichtung zur Bereitstellung von ParameternDevice for providing parameters
77
Ausgabeeinrichtungoutput device
Minmin
Minimalwert des Flüssigkeitspegels des AusgleichsbehältersMinimum value of the liquid level of the expansion tank
MaxMax
Maximalwert des Flüssigkeitspegels des AusgleichsbehältersMaximum value of the liquid level of the expansion tank

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102008022363 A1 [0004] DE 102008022363 A1 [0004]
  • US 20040017289 A1 [0005] US 20040017289 A1 [0005]
  • US 20060122747 A1 [0006] US 20060122747 A1 [0006]

Claims (10)

Verfahren zur Bestimmung der Leckrate einer hydraulischen, für den Fahrbetrieb erforderlichen Komponente eines Fahrzeugs und der auf der Leckrate basierenden Restreichweite des Fahrzeugs mit den Schritten: zyklisches Messen des Flüssigkeitspegels des Ausgleichsbehälters (2) der hydraulischen Komponente, Ermitteln einer aktuellen Leckrate aus mindestens zwei aufeinanderfolgenden Messungen des Flüssigkeitspegels, und Schätzen einer Restreichweite für den sicheren Betrieb der hydraulischen Komponente des Fahrzeugs aus mindestens der aktuellen Leckrate und eines kritischen Flüssigkeitspegels des Ausgleichsbehälters (2).Method for determining the leakage rate of a hydraulic component of a vehicle required for driving operation and the leak rate-based residual range of the vehicle, comprising the steps of: cyclically measuring the fluid level of the compensation reservoir ( 2 ) of the hydraulic component, determining a current leak rate from at least two consecutive measurements of the liquid level, and estimating a residual range for the safe operation of the hydraulic component of the vehicle from at least the current leak rate and a critical liquid level of the surge tank ( 2 ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus zeitlich unterschiedlichen Leckraten eine mittlere Leckrate bestimmt wird, die zum Schätzen der Restreichweite herangezogen wird.A method according to claim 1, characterized in that from temporally different leakage rates, an average leakage rate is determined, which is used to estimate the remaining range. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Warnung erzeugt wird, wenn die Leckrate einen vorgegebenen Wert überschreitet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a warning is generated when the leak rate exceeds a predetermined value. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gradient des Verlaufs der ermittelten Leckraten bestimmt und eine Warnung erzeugt wird, wenn der Gradient größer als ein vorgegebener Wert ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the gradient of the course of the determined leak rates determined and a warning is generated when the gradient is greater than a predetermined value. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schätzung der Restreichweite auf einer typischen Fahrgeschwindigkeit oder auf einer aktuellen Durchschnittsfahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs basiert.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the estimate of the remaining range is based on a typical driving speed or on a current average driving speed of the vehicle. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung des Flüssigkeitspegels des Ausgleichsbehälters der hydraulischen Komponente kontinuierlich oder an mehreren diskreten Punkten erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the measurement of the liquid level of the surge tank of the hydraulic component takes place continuously or at a plurality of discrete points. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug sich in einem automatischen Fahrtbetrieb befindet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the vehicle is in an automatic drive operation. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der automatische Fahrbetrieb beendet wird, wenn die Restreichweite ausgeschöpft ist oder wenn sich der Flüssigkeitspegel den vorgegebenen kritischen Wert unterschreitet.A method according to claim 7, characterized in that the automatic driving operation is terminated when the remaining range is exhausted or when the liquid level falls below the predetermined critical value. Vorrichtung (1) zur Bestimmung der Leckrate einer hydraulischen, für den Fahrbetrieb erforderlichen Komponente eines Fahrzeugs und der auf der Leckrate basierenden Restreichweite des Fahrzeugs, wobei die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche eingerichtet und ausgelegt ist, mit einer Sensoreinrichtung (3) zur kontinuierlichen oder diskreten Bestimmung des Flüssigkeitspegels eines Ausgleichsbehälters (2) der hydraulischen Komponente, einer Einrichtung (4) zur Bestimmung der Leckrate, einer Einrichtung (5) zur Schätzung der Restreichweite, und einer Ausgabeeinrichtung (7).Contraption ( 1 ) for determining the leakage rate of a hydraulic component required for driving operation of a vehicle and the leak rate-based residual range of the vehicle, wherein the apparatus for carrying out the method according to one of the preceding claims is set up and designed with a sensor device ( 3 ) for continuous or discrete determination of the liquid level of a surge tank ( 2 ) of the hydraulic component, a device ( 4 ) for determining the leak rate, a device ( 5 ) for estimating the remaining range, and an output device ( 7 ). Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (6) zur Bereitstellung von Parametern.Contraption ( 1 ) according to claim 9, characterized by a device ( 6 ) for providing parameters.
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