DE102016101114A1

DE102016101114A1 - Bremskraftverstärkersystem

Info

Publication number: DE102016101114A1
Application number: DE102016101114.2A
Authority: DE
Inventors: Tom Leroy; Shane Keilthy; Mark Metcalfe
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-02-03
Filing date: 2016-01-22
Publication date: 2016-08-04
Also published as: CN105835865A; US9669816B2; GB2534889B; MX2016001338A; RU2016102700A; US20160221561A1; RU2016102700A3; GB2534889A; GB201501790D0; RU2717410C2; CN105835865B

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Detektieren einer Fehlfunktion innerhalb eines Bremskraftverstärkungssystems eines Fahrzeugs bereitgestellt. Das Fahrzeug umfasst einen Einlasskrümmer für einen Motor, der eine erste Unterdruckquelle für das Bremskraftverstärkungssystem bereitstellt, und eine zweite Unterdruckquelle für das Bremskraftverstärkungssystem. Das Verfahren umfasst Folgendes: Messen des Drucks einer Bremskraftverstärkungskammer und des Drucks im Einlasskrümmer für einen Motor des Fahrzeugs, wenn die zweite Unterdruckquelle in den aktiven Zustand angewiesen ist; Vergleichen des gemessenen Bremskraftverstärkerkammerdrucks und des gemessenen Einlasskrümmerdrucks; Bestimmen, ob eine Fehlfunktion der zweiten Unterdruckquelle vorliegt; und Beschränken der Verwendung eines ersten elektrischen und/oder mechanischen Nebensystems, das Leistung vom Motor bezieht, im Falle einer Fehlfunktion, um den Druck des Einlasskrümmers zu reduzieren und/oder aufrechtzuerhalten.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Bremskraftverstärkersystem für ein Kraftfahrzeug und bezieht sich insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, auf ein Bremskraftverstärkersystem, das dazu konfiguriert ist, Ausfall einer Unterdruckquelle zu detektieren und zur Bewahrung von Bremskraftverstärkerunterdruck zu reagieren.
Hintergrund
Die meisten modernen Fahrzeuge sind mit einem Bremskraftverstärker ausgestattet, der eine Unterdruckkammer zur Erhöhung der dem Hauptbremszylinder vom Bremspedal zugeführten Bremskraft verwendet. Der Bremskraftverstärker verhindert, dass sich das Bremspedal für den Fahrer straff anfühlt.
Der Bremskraftverstärker erfordert zum Betrieb eine Quelle von Unterdruck, der bei selbstsaugenden Motoren oftmals allein durch den Einlasskrümmer zugeführt wird. Bei einigen Umständen kann der durch den Einlasskrümmer zugeführte Unterdruck unzulänglich sein. Dies kann dadurch bedingt sein, dass die Einlassdrosselklappe vollständig geöffnet ist, und somit kann der Einlasskrümmerunterdruck gering sein.
Zur Aufrechterhaltung des Einlasskrümmerunterdrucks unter diesen Bedingungen muss eine zusätzliche Unterdruckquelle, wie z. B. eine Supersaugvorrichtung, verwendet werden. Eine Supersaugvorrichtung liegt oftmals in Form eines zwischen dem Einlasskanal und dem Einlasskrümmer über die Einlassdrosselklappe verbundenen Venturikanals vor. Die Druckdifferenz über die Drosselklappe treibt einen Strom durch die Venturidüse, wodurch gestattet wird, dass ein geringerer Druck innerhalb der Venturidüse erzielt wird. Dies kann wiederum zur Bereitstellung eines geringeren Drucks in der Bremskraftverstärkerunterdruckkammer im Vergleich zum Einlasskrümmerdruck verwendet werden.
In einigen Fällen steht für den effektiven Betrieb eines Venturikanals möglicherweise nicht ausreichend Druckdifferenz zur Verfügung, und eine separate Pumpe kann zur Bereitstellung einer Unterdruckquelle erforderlich sein. Unabhängig davon, in welcher Form die Unterdruckquelle vorliegt, wird oft ein Sperrventil hinzugefügt, das lediglich dann geöffnet wird, wenn unzulänglicher Unterdruck im Bremskraftverstärker und/oder Einlasskrümmer vorliegt. Das Sperrventil wird oftmals durch das Antriebsstrangsteuermodul des Motors gesteuert und befindet sich normalerweise in einer geschlossenen Stellung, außer bei Aktivierung.
In dem Fall, dass es zu einem Ausfall der Supersaugvorrichtung selbst oder einem Ausfall des elektronischen Sperrventils kommt, steht möglicherweise im Bremskraftverstärker nicht genügend Unterdruck zur Verfügung und das Bremspedal kann beginnen, sich straff anzufühlen. Ein straffes Bremspedal bereitet ein weniger angenehmes Fahrerlebnis und kann Fahrern das Gefühl vermitteln, dass die Bremsleistung beeinträchtigt ist. Somit ist es wünschenswert, Fehler dieser Art zu begrenzen.
Aussagen der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Detektieren einer Fehlfunktion innerhalb eines Bremskraftverstärkungssystems eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei das Fahrzeug einen Einlasskrümmer für einen Motor umfasst, wobei der Einlasskrümmer eine erste Unterdruckquelle für das Bremskraftverstärkungssystem bereitstellt, wobei das Fahrzeug ferner eine zweite Unterdruckquelle für das Bremskraftverstärkungssystem umfasst, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Messen des Drucks einer Bremskraftverstärkungskammer und des Drucks im Einlasskrümmer, wenn die zweite Unterdruckquelle in den aktiven Zustand angewiesen ist; Vergleichen des gemessenen Bremskraftverstärkerkammerdrucks und des gemessenen Einlasskrümmerdrucks; Bestimmen, ob eine Fehlfunktion der zweiten Unterdruckquelle vorliegt. Das Verfahren kann ferner Beschränken der Verwendung eines ersten elektrischen und/oder mechanischen Nebensystems, das Leistung vom Motor bezieht, im Falle einer Fehlfunktion, um den Druck des Einlasskrümmers zu reduzieren und/oder aufrechtzuerhalten, umfassen.
Das Bestimmen, ob eine Fehlfunktion der zweiten Unterdruckquelle vorliegt, kann Bestimmen, ob der gemessene Bremskraftverstärkerkammerdruck gleich, z. B. im Wesentlichen gleich, dem gemessenen Einlasskrümmerdruck ist, umfassen.
Das Verfahren kann ferner Beschränken der Verwendung eines zweiten elektrischen und/oder mechanischen Nebensystems, das Leistung vom Motor bezieht, umfassen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann das Verfahren ferner Beschränken der Leistung des Motors umfassen.
Das erste elektrische und/oder mechanische Nebensystem kann eine Klimaanlage für das Fahrzeug oder ein Batterieladesystem für das Fahrzeug umfassen. Das zweite elektrische und/oder mechanische Nebensystem kann eine Klimaanlage für das Fahrzeug oder ein Batterieladesystem für das Fahrzeug umfassen.
Das Verfahren kann ferner Warten für einen vorbestimmten Zeitraum nach dem Anwenden einer Beschränkung und Bestimmen, ob der Bremskraftverstärkerkammerdruck bei oder unter einem Schwellenwert liegt, vor dem Anwenden einer weiteren Beschränkung umfassen.
Das Verfahren kann ferner Entfernen einer Beschränkung, wenn diese nicht länger erforderlich ist, z. B. wenn zusätzlicher Unterdruck nicht länger erforderlich ist, umfassen.
Das Verfahren kann ferner Anzeigen des Versagens der zweiten Unterdruckquelle für einen Fahrer des Fahrzeugs umfassen.
Der Druck des Einlasskrümmers kann im Wesentlichen bei oder unter einem Zielunterdruck, wie z. B. –20 kPa, –30 kPa oder –40 kPa, bezüglich des Atmosphärendrucks gehalten werden.
Die zweite Unterdruckquelle kann eine Supersaugvorrichtung umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein System zum Detektieren einer Fehlfunktion innerhalb eines Bremskraftverstärkungssystem eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei das Fahrzeug einen Einlasskrümmer für einen Motor umfasst, wobei der Einlasskrümmer eine erste Unterdruckquelle für das Bremskraftverstärkungssystem bereitstellt, wobei das Fahrzeug ferner eine zweite Unterdruckquelle für das Bremskraftverstärkungssystem umfasst, wobei das System eine oder mehrere Steuerungen, die zum Durchführen beliebiger der oben erwähnten Verfahren konfiguriert sind, umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird Software bereitgestellt, die bei Ausführung durch eine Rechenvorrichtung bewirkt, dass die Rechenvorrichtung eines der oben erwähnten Verfahren durchführt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das das oben erwähnte System zum Detektieren einer Fehlfunktion innerhalb eines Bremskraftverstärkungssystems des Fahrzeugs umfasst.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Offenbarung und zur deutlicheren Darstellung, wie sie verwirklicht werden kann, wird nun beispielhaft auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, in denen:
1 ein schematisches Diagramm eines Motors, Steuerungssystems und Bremssystems eines Fahrzeugs, das mit einem Bremskraftverstärkersystem ausgestattet ist, ist;
2 eine schematische Ansicht einer Bremskraftverstärkungsanordnung für ein Fahrzeug gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung ist; und
3a und 3b ein Verfahren zum Angeben eines Versagens des Bremskraftverstärkers unter Aufrechterhaltung des Bremsgefühls gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung zeigen.
Detaillierte Beschreibung
Mit Bezug auf 1 wird ein typisches ein Bremskraftverstärkersystem umfassendes Fahrzeug beschrieben. Das Fahrzeug 1 kann einen Motor 10, ein Bremssystem 50 und ein Steuerungssystem 100 umfassen.
Der Motor 10 kann mehrere Zylinder 12 und entsprechende Kolben 28 umfassen. Ein Luftstrom in jeden der Zylinder 12 und aus diesen heraus kann durch die Verwendung von Einlass- bzw. Auslassventilen 14, 16 gesteuert werden.
Der Motor 10 kann einen Einlass 20 umfassen, der das Ansaugen von Luft in den Motor gestattet. Der Motor 10 kann ferner einen Turbolader 22 umfassen. In der Regel umfasst der Turbolader einen Verdichter 22a, der in einer abgasgetriebenen Turbine 22b, die den Verdichter 22a auf derselben Welle antreibt, angeordnet ist. Der Turbolader 22 kann die Leistungsabgabe des Motors und Emissionen verbessern.
Luft kann durch den Einlass 20 in den Motor 10 eintreten und durch den Verdichter 22a hindurchgeführt werden. Luft, die durch den Verdichter 22a des Turboladers verdichtet wurde, kann durch eine Einlassdrosselklappe 19 gedrosselt werden, bevor sie einem Einlasskrümmer 18 zugeführt wird.
Aufgrund des Vorhandenseins der Einlassdrosselklappe 19 und auch durch die Wirkung des Saugens von Luft vom Einlasskrümmer in die Motorzylinder 12 durch die Motorkolben 28 kann der Einlasskrümmer 18 einen niedrigeren Druck als die über den Einlass 20 eintretende Luft aufweisen, d.h., im Einlasskrümmer 18 kann ein Unterdruck vorliegen. Das Ausmaß des Krümmerunterdrucks kann mit Öffnung der Drosselklappe und/oder Antrieb des Verdichters 22a des Turboladers durch die Turbine 22b des Turboladers zur Druckaufladung der Einlassluft reduziert werden.
Der Druck der Luft im Einlasskrümmer 18 kann durch einen Einlasskrümmerdrucksensor (MAP-Sensor, MAP – Manifold Air Pressure) 32 gemessen werden. Der Einlasskrümmerdruck ist ein Eingangsparameter für das Steuerungssystem 100 und kann zur Bestimmung der Menge an in die Motorzylinder 12 eingespritztem Kraftstoff verwendet werden. Zusätzlich oder alternativ dazu kann der Krümmerdruckwert zur Bestimmung der erwarteten Leistung jeglicher Systeme, die den Einlasskrümmer als Unterdruckquelle nutzen, verwendet werden.
Der Einlasskrümmer 18 ist neben den Einlassventilen 14 angeordnet, wodurch gestattet wird, dass Luft im Einlasskrümmer 18 in die Zylinder 12 gesaugt wird, wenn deren jeweiliges Einlassventil 14 geöffnet ist. In den Zylindern 12 wird Kraftstoff mit der Luft vermischt und verbrannt.
Mechanische Leistung wird in einer Kurbelwelle 30 hervorgebracht und zum Antrieb des Fahrzeugs und zur Speisung einer (nicht gezeigten) Lichtmaschine, die eine Batterie für das Fahrzeug lädt, verwendet. Die Batterie oder die mechanische Leistung der Kurbelwelle kann Nebensysteme des Fahrzeugs speisen. Solche Systeme können Klimaanlage, Fahrgastraumheizung, Windschutzscheibenheizung, eine Stereoanlage und/oder jegliches anderes elektrisches und/oder mechanisches System umfassen.
Verbrennungsgase werden über ein Auslassventil 16 vom Zylinder 12 in einen Auslasskrümmer 24 abgelassen. Die Abgase im Krümmer 24 können dann durch die Turbine 22b des Turboladers strömen, bevor sie durch ein Abgasrohr 26 abgelassen werden.
Das Bremssystem 50 kann ein Bremspedal 54, einen Bremskraftverstärker 56 und einen Hauptbremszylinder 59 umfassen. Der Bremskraftverstärker 56 kann dazu konfiguriert sein, die durch einen Fuß 52 auf dem Bremspedal 54 bereitgestellte Kraft zu verstärken.
Eine Verstärkung der angelegten Bremskraft kann durch die Verwendung einer mit Unterdruck beaufschlagten Bremskraftverstärkerkammer 58, die eine (nicht gezeigte) Membran umfasst, erreicht werden. Wenn das Bremspedal 54 gedrückt wird, ist die Membran auf einer Seite Außenluft ausgesetzt, während sie auf der anderen Seite dem Unterdruck in der Bremskraftverstärkerkammer 58 ausgesetzt ist. Diese Druckdifferenz über die Membran kann dazu verwendet werden, zusätzliche Bremskraft für den Hauptbremszylinder 59 bereitzustellen.
Die Wirkung der Verwendung eines Bremskraftverstärkers zur Verstärkung der zugeführten Bremskraft auf diese Weise ist ein sich sanfter anfühlendes Bremspedal, da der Fahrer zum Erzielen des gewünschten Bremsausmaßes nicht so stark drücken muss.
Der Bremskraftverstärker 56 kann über eine Luftleitung 60 mit dem Einlasskrümmer 18 verbunden sein. Der Bremskraftverstärker 56 kann mit Unterdruck vom Einlasskrümmer 18 über die Luftleitung 60 beaufschlagt werden. Ein Rückschlagventil 62 kann in der Luftleitung 60 enthalten sein, um sicherzustellen, dass der Luftstrom lediglich vom Bremskraftverstärker 56 zum Einlasskrümmer 18 erfolgt. Dies gestattet, dass Unterdruck in der Bremskraftverstärkerkammer 58 während Bedingungen, bei denen der Einlasskrümmerdruck höher als der Bremskraftverstärkerkammerdruck ist, aufrechterhalten wird.
Ein Bremskraftverstärkerdrucksensor 68 kann in der Bremskraftverstärkerkammer 58 zur Bestimmung der Unterdruckhöhe vorgesehen sein.
Wenn der Turbolader 22 im Betrieb ist und/oder die Einlassdrosselklappe 19 geöffnet ist, kann der Einlasskrümmerdruck zur Bereitstellung einer angemessenen Unterdruckquelle zu hoch sein. Dementsprechend können eine oder mehrere zusätzliche Unterdruckquellen 64 für den Bremskraftverstärker 56 vorgesehen sein. Die zusätzliche Unterdruckquelle kann eine elektrisch angetriebene Unterdruckpumpe umfassen, jedoch wird gleichermaßen in Betracht gezogen, dass die zusätzliche Unterdruckquelle 64 eine mechanisch angetriebene Pumpe, eine Venturivorrichtung oder eine andere geeignete Pumpe, die zur Erzeugung eines Unterdrucks in der Lage ist, umfassen kann. Die zusätzliche Unterdruckquelle 64 kann eine oder mehrere Pumpen und/oder Venturivorrichtungen umfassen.
Ein Steuerventil 66 kann zur Steuerung des Betriebs der Unterdruckquelle 64 vorgesehen sein. Das Steuerventil kann elektronisch oder pneumatisch gesteuert werden. Das Steuerventil 66 kann sich im Allgemeinen in einer Aus-Stellung befinden und kann durch das Steuerungssystem 100 eingeschaltet werden, wenn der Druckmesswert vom Bremskraftverstärkerdrucksensor 68 über eine gewünschte Höhe steigt.
In dem in 1 gezeigten Beispiel kann der Druck in der Bremskraftverstärkerkammer 58 bei Auftreten einer Fehlfunktion entweder bei der Unterdruckquelle 64 oder dem Steuerventil 66 nicht unter den Druck des Einlasskrümmers 18 reduziert werden. Wenn der Einlasskrümmerunterdruck schlecht ist, d.h., der Einlasskrümmerdruck ist nicht niedrig genug, kann der Unterdruck in der Bremskraftverstärkerkammer 58 unter die gewünschte Höhe fallen, was dazu führen könnte, dass sich das Bremspedal 54 für den Fahrer straff anfühlt.
Ein Gefühl eines straffen Bremspedals kann sich bei Bremskraftverstärkerunterdruckhöhen unter einem Zielunterdruck unter dem Atmosphärendruck bemerkbar machen. Der Zielunterdruck kann ungefähr –20 kPa, –30 kPa oder –40 kPa bezüglich des Atmosphärendrucks betragen. Aufgrund des Gefühls eines straffen Bremspedals kann diese Art von Problem für einen Fahrer unangenehm sein.
Nun mit Bezug auf 2 umfasst ein Bremskraftverstärkersystem gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung das Steuerungssystem 100 und ein Bremssystem 200 in dem Fahrzeug 1.
In dem in 2 gezeigten Beispiel umfasst der Motor 10 einen selbstsaugenden Benzinmotor, es wird jedoch gleichermaßen in Betracht gezogen, dass die vorliegende Offenbarung auf einen Dieselmotor angewendet werden könnte. Zusätzlich oder alternativ dazu könnte der Motor einen Turbolader oder Auflader umfassen. Bei einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 1 zusätzlich einen zusätzlichen Motor, wie z. B. einen Elektromotor, umfassen, und der Motor 10 kann Teil eines Hybridantriebssystems sein.
Der selbstsaugende Motor 10 umfasst des Weiteren den Einlass 20, die Drosselklappe 19 und den Einlasskrümmer 18, wie oben beschrieben wird.
In dem in 2 gezeigten Beispiel umfasst die zusätzliche Unterdruckquelle 64 eine Supersaugvorrichtung 201. Die Supersaugvorrichtung ist eine Venturivorrichtung und umfasst eine Einlassseite 201a, eine Auslassseite 201b und eine Verengung oder einen Hals 201c. Die Einlassseite 201a ist mit dem Einlasskanal 20 des Motors 10 über die Einlassleitung 206 verbunden. Eine Auslassleitung 208 verbindet die Auslassseite 201b mit dem Einlasskrümmer 18 des Motors 10.
Wie oben beschrieben, kann bei Betrieb des Motors 10 ein reduzierter Druck im Einlasskrümmer 18 bezüglich des Einlasses 20 vorliegen. Luft kann somit durch die Supersaugvorrichtung von dem Einlass 20 mit dem höheren Druck zu dem Einlasskrümmer 18 mit dem geringeren Druck gesaugt werden. Wenn ein Luftstrom durch die Supersaugvorrichtung vorliegt, kann der Druck in der Venturidüse der Supersaugvorrichtung 201 geringer sein als entweder an der Einlassseite 201a oder der Auslassseite 201b.
Ein Unterdruckrohr 220 kann mit der Supersaugvorrichtung 201 zwischen dem Einlassende 201a und dem Auslassende 201b verbunden sein. Das Unterdruckrohr kann mit dem Strom durch die Supersaugvorrichtungsventuridüse in Strömungsverbindung stehen. Das Unterdruckrohr 220 kann an der Stelle, wo der Druck in der Venturidüse am geringsten ist, beispielsweise am Hals 201c, verbunden sein.
Das Unterdruckrohr 220 kann des Weiteren (direkt oder indirekt) mit der Bremskraftverstärkerkammer 58 verbunden sein. Bei Betrieb der Supersaugvorrichtung kann die Bremskraftverstärkerkammer somit eine höhere Unterdruckhöhe als der Einlasskrümmer 18 aufweisen. Ein Supersaugvorrichtungsrückschlagventil 216 kann zwischen den Bremskraftverstärker 56 und der Supersaugvorrichtung 201 vorgesehen sein, um zu gestatten, dass der Unterdruck im Bremskraftverstärker 56 gehalten wird, wenn die Supersaugvorrichtung 201 nicht im Betrieb ist.
Der Betrieb der Supersaugvorrichtung kann durch ein Sperrventil 202 gesteuert werden. Das Sperrventil kann ein Kugelventil, ein Klappenventil oder ein beliebiges anderes Ventil, das zum selektiven Gestatten von Strom durch die Supersaugvorrichtung in der Lage ist, umfassen. Das Sperrventil kann durch das Steuerungssystem 100 über eine Signalleitung 204 gesteuert werden. Das Sperrventil kann in der Supersaugvorrichtung positioniert sein und kann an dem Einlass oder dem Auslass der Supersaugvorrichtung positioniert sein. Alternativ dazu kann das Sperrventil zwischen dem Einlass und dem Auslass der Supersaugvorrichtung, beispielsweise am Hals 201c, positioniert sein. Alternativ dazu kann das Sperrventil stromaufwärts der Supersaugvorrichtung, z. B. an der Einlassleitung 206, oder stromabwärts der Supersaugvorrichtung, z. B. an der Auslassleitung 208, positioniert sein. Das Sperrventil 202 kann zum Verhindern von Luftstrom durch die Supersaugvorrichtung schließen, wenn zusätzlicher Unterdruck nicht erforderlich ist. Beispielsweise wenn eine ausreichende Unterdruckhöhe vom Einlasskrümmer 18 zur Verfügung steht und die Supersaugvorrichtung nicht erforderlich ist.
Wenn die zusätzliche Unterdruckquelle 64 die Supersaugvorrichtung 201 wie in 2 gezeigt umfasst, kann dennoch die Unterdruckleitung 60 vorgesehen sein, um ein Füllen der Bremskraftverstärkerkammer 56 mit Unterdruck vom Einlasskrümmer zu ermöglichen, wenn dies gewünscht wird, d.h., wenn eine ausreichende Unterdruckhöhe vom Einlasskrümmer 18 zur Verfügung steht. Wenn die Unterdruckleitung 60 vorgesehen ist, kann auch das Rückschlagventil 62 wie oben beschrieben vorgesehen sein.
Wie in 2 gezeigt umfasst der Bremskraftverstärker 56 ferner den Drucksensor 68, der mit einem ABS-Modul (ABS – Anti-lock Braking System) 212 über ein Bremsunterdrucksignalkabel 218 verbunden sein kann. Das ABS-Modul kann über einen Datenbus 214, der einen CAN(Controller Area Network)-Bus umfassen kann, mit dem Steuerungssystem 100 verbunden sein. Alternativ dazu kann der Datenbus einen beliebigen anderen geeigneten Datenbus umfassen. Das Steuerungssystem 100 kann somit dazu konfiguriert sein, die Bremskraftverstärkerunterdruckhöhen zu überwachen. Bei einer alternativen Ausführungsform gibt es möglicherweise kein ABS-Modul und/oder kann das Bremsunterdrucksignalkabel 218 direkt mit dem Steuerungssystem 100 verbunden sein.
Mit Bezug auf 3a kann das Steuerungssystem 100 einen Steuerungs- und Überwachungsprozess 300 durchführen. Der Prozess 300 kann durch eine einzige Steuerung durchgeführt werden. Alternativ dazu kann der Prozess 300 durch mehr als eine Steuerung oder mehr als ein Modul, die jeweils einen Teil des Prozesses 300 durchführen, durchgeführt werden.
Sobald der Prozess begonnen wird, kann das System bei Schritt 302 bestimmen, ob die Supersaugvorrichtung erforderlich ist. Beispielsweise kann das System den Druck der Bremskraftverstärkerkammer 58 mit einem gewünschten Druck vergleichen, der dahingehend gewählt wird, ein optimales Anfühlen der Bremsen bereitzustellen. Wenn das System bestimmt, dass die Supersaugvorrichtung nicht erforderlich ist, kann das Verfahren zum Beginn des Prozesses zurückkehren. Der Prozess wird somit weiterhin die Anforderung für die Supersaugvorrichtung überwachen.
Wenn das System in Schritt 302 bestimmt, dass die Supersaugvorrichtung erforderlich ist, geht das Verfahren zu Schritt 304 über, bei dem die Supersaugvorrichtung dahingehend angewiesen wird, mit dem Betrieb zu beginnen. Beispielsweise kann das Sperrventil 202 der Supersaugvorrichtung zum Öffnen angewiesen werden.
An dem Punkt, wenn die Supersaugvorrichtung zum Einschalten angewiesen wird, kann der Bremskraftverstärkerdruck im Wesentlichen dem Einlasskrümmerdruck entsprechen, da der Einlasskrümmerdruck zuvor als Unterdruckquelle für den Bremskraftverstärker fungiert haben kann. Sobald die Supersaugvorrichtung dahingehend angewiesen wurde, den Betrieb zu beginnen, kann eine Reduzierung des Drucks der Bremskraftverstärkungskammer bezüglich des Einlasskrümmerdrucks erwartet werden. Bei Schritt 306 kann der Prozess für eine vorbestimmte Zeitdauer warten, um der Supersaugvorrichtung zu gestatten, mit dem Senken des Bremskraftverstärkerdrucks zu beginnen, bevor er zu Schritt 308 übergeht.
Bei Schritt 308 vergleicht der Prozess den Einlasskrümmerdruck mit dem Bremskraftverstärkerdruck. Da die Supersaugvorrichtung zum Betrieb für eine Zeitdauer bei Schritt 306 angewiesen wurde, kann erwartet werden, dass der Bremskraftverstärkerdruck unter dem Einlasskrümmerdruck liegt. Wenn der Bremskraftverstärkerdruck bei Schritt 308 im Wesentlichen dem Einlasskrümmerdruck entspricht, oder wenn der Absolutdruck nicht unter einem bestimmten Schwellenwert liegt, kann bestimmt werden, dass eine Fehlfunktion der Supersaugvorrichtung oder des Supersaugvorrichtungssperrventils vorliegt. In diesem Fall kann der Prozess zu Schritt 310 übergehen, bei dem die Fehlfunktion der Supersaugvorrichtung dem Fahrer angezeigt werden kann.
Wenn der Bremskraftverstärkerdruck bei Schritt 308 nicht im Wesentlichen dem Einlasskrümmerdruck entspricht, kann bestimmt werden, dass keine Fehlfunktion beim Betrieb der Supersaugvorrichtung vorliegt und der Prozess kann zwischen den Schritten 312 und 308 hin und her springen, um den Betrieb der Supersaugvorrichtung zu überwachen, solange dies noch erforderlich ist. Sobald bei Schritt 312 bestimmt wird, dass die Supersaugvorrichtung nicht länger erforderlich ist, kann der Prozess zu Schritt 314 übergehen, bei dem die Supersaugvorrichtung zum Abschalten angewiesen wird (das heißt, das Sperrventil 202 wird zum Schließen angewiesen) und der Prozess kehrt zum Start zurück.
Mit Bezug auf 3b kann der Prozess 300, wenn eine Fehlfunktion der Supersaugvorrichtung detektiert und dem Fahrer bei Schritt 310 angezeigt wurde, beginnen, die Verwendung von Nebensystemen, wie z. B. eines oder mehrerer elektrischer und/oder mechanischer Systeme, zu beschränken und kann somit die Last am Motor reduzieren. Durch die Reduzierung der Last am Motor kann eine verstärkte Drosselung der Einlassluft durch Drosselklappe 19 gestattet werden, wodurch der Druck im Einlasskrümmer 18 reduziert werden kann. Bei Schritt 316 handelt der Prozess dahingehend, ein erstes Nebensystem des Fahrzeugs, beispielsweise ein Batterieladegerät, zu beschränken, wenn die Beschränkung möglich ist. Beispielsweise kann die Beschränkung nicht möglich sein, wenn die Steuerung das Nebensystem als für die Funktionsfähigkeit des Motors und/oder des Fahrzeugs zu diesem Zeitpunkt wesentlich einordnet, z. B. wenn der Batterieladestand unter einem Schwellenwert liegt und Laden erforderlich ist. Der Prozess wartet bei Schritt 318, um zu gestatten, dass der Einlasskrümmerdruck aufgrund der reduzierten Last am Motor gesenkt wird.
Nach dem Warten bei Schritt 318 geht der Prozess zu Schritt 320 über, wo der Bremskraftverstärkerdruck mit einem vorbestimmten Schwellendruck verglichen wird. Der Schwellendruck kann auf eine gewünschte Höhe zum Aufrechterhalten eines weichen Anfühlens des Bremspedals eingestellt sein. Wenn der Bremskraftverstärkerdruck unter dem Schwellendruck liegt, d.h., in der Bremskraftverstärkungskammer ausreichend Unterdruck vorliegt, kann der Prozess zu Schritt 322 übergehen. Bei Schritt 322 erwägt das System, ob es notwendig ist, zusätzlichen Unterdruck aufrechtzuerhalten, d.h., dem Bremskraftverstärker weiterhin Unterdruck bereitzustellen. Dies kann beispielsweise wünschenswert sein, wenn das Fahrzeug bremst oder erwartet wird, dass es bremst. Wenn zusätzlicher Unterdruck noch immer erforderlich ist, kehrt der Prozess zu Schritt 316 zurück und beschränkt weiterhin Nebensysteme. Wenn bei Schritt 322 bestimmt wird, dass zusätzlicher Unterdruck nicht länger erforderlich ist, hebt das System bei Schritt 324 jegliche Beschränkungen auf, die zuvor auferlegt wurden, und geht zu Schritt 326 über, wo das System prüft, ob es rückgesetzt wurde, d.h., ob das Fahrzeug zu einer Werkstatt gebracht und repariert wurde. Das System kann weiterhin zwischen den Schritten 322 und 326 hin und her springen, so dass der Prozess, wenn eine erneute Zufuhr zusätzlichen Unterdrucks vom Einlasskrümmer erforderlich wird, zu Schritt 316 zurückkehren kann, um die Verwendung von Nebensystemen zu beschränken.
Wenn bei Schritt 316 bestimmt wird, dass es nicht möglich ist, die Batterieaufladung zu beschränken, beispielsweise wenn die Batterie derzeit nicht geladen wird, kann der Prozess zu Schritt 328 übergehen, bei dem ein alternatives System, beispielsweise eine Klimaanlage des Fahrzeugs, beschränkt wird. Gleichermaßen kann das System, wenn bei Schritt 320 bestimmt wird, dass die Beschränkung der Batterieaufladung den Bremskraftverstärkerdruck nicht ausreichend reduziert hat, zu Schritt 328 übergehen, um das alternative System zusätzlich zu den bereits bestehenden Beschränkungen zu beschränken.
Die Schritte 330 und 332, die auf Schritt 328 folgen, sind ähnlich den Schritten 318 und 320, die dem Schritt 316 folgten, wie oben beschrieben wird. Bei Schritt 330 kann die Zeit, die das System wartet, gleich der Zeit, die bei Schritt 318 gewartet wurde, sein.
Alternativ dazu kann die Zeit verschieden sein und kann für die Beschränkung oder Beschränkungen, die durch das System eingeführt wurde bzw. wurden, spezifisch sein.
Wenn bei Schritt 332 bestimmt wird, dass der Bremskraftverstärkerdruck nun unter dem Schwellendruck liegt, kann das System zu dem oben beschriebenen Schritt 322 übergehen. Alternativ dazu kann das System, wenn der Bremskraftverstärkungsdruck zu hoch bleibt, dazu übergehen, das nächste System zu beschränken. Gleichermaßen kann das System, wenn bei Schritt 328 bestimmt wird, dass das zweite Nebensystem nicht beschränkt werden kann, dazu übergehen, das nächste System zu beschränken.
In dem in 3b gezeigten Beispiel geht das System, sobald das zweite Nebensystem beschränkt wurde, dann zu Schritt 334 über, bei dem die Leistung des Motors direkt beschränkt wird. Es wird jedoch gleichermaßen in Betracht gezogen, dass mehr Nebensysteme beschränkt werden können, bevor das System mit der Beschränkung der Motorleistung beginnt. Es versteht sich, dass ein Teil 300a des Prozesses wie gewünscht wiederholt werden kann und ein weiteres System, beispielsweise eine Stereoanlage des Fahrzeugs, beheizte Sitze, beheizte Windschutzscheibe und/oder Heckscheibe, und/oder jegliches andere System, das direkt oder indirekt Leistung vom Motor bezieht, beschränkt werden kann. Die Systeme können nach Präferenz beschränkt werden, z. B. Beschränkung des am wenigsten wesentlichen Systems zuerst.
Sobald alle gewünschten Nebensysteme beschränkt worden sind, geht der Prozess zu Schritt 334 über, wie in 3b dargestellt wird. Bei Schritt 334 kann die Leistung des Motors direkt beschränkt werden, d.h., die Drosselklappe des Motors kann zumindest teilweise geschlossen werden. Dies kann sich dahingehend auswirken, dass die Fahrleistung des Fahrzeugs reduziert wird. Ähnlich den oben beschriebenen Beschränkungen kann das System eine vorbestimmte Zeit bei Schritt 336 warten, bevor bei Schritt 338 der Bremskraftverstärkerdruck mit einem Schwellenwert verglichen wird. Wenn der Bremskraftverstärkerdruck unter dem Schwellenwert liegt, kann das System zu Schritt 322 übergehen, wie oben beschrieben wird. Alternativ dazu kann das System, wenn der Bremskraftverstärkungsdruck noch immer über dem Schwellenwert liegt, bei Schritt 340 prüfen, ob es möglich und/oder wünschenswert ist, die Motorleistung weiter zu beschränken. Wenn bestimmt wird, dass die Motorleistung weiter beschränkt werden kann, kehrt das System zu Schritt 334 zurück, um die zusätzliche Beschränkung zu implementieren. Wenn bei Schritt 340 bestimmt wird, dass eine weitere Beschränkung der Motorleistung nicht möglich und/oder nicht wünschenswert ist, kann eine weitere Senkung des Einlasskrümmerdrucks nicht möglich sein. Das System kann zu Schritt 322 zurückkehren, um weiterhin zu überwachen, ob der zusätzliche Unterdruck noch erforderlich ist.
Wie oben beschrieben kann das System bei Schritt 326 auf Rücksetzung warten. Beispielsweise kann das Fahrzeug in eine Werkstatt gebracht werden, wo die Supersaugvorrichtung und/oder das Sperrventil ausgetauscht oder repariert wird bzw. werden und das System manuell rückgesetzt wird. Zusätzlich oder alternativ dazu kann das Steuerungssystem nach einem gewissen Motorlaufzeitabschnitt und/oder einer gewissen Motor- oder Fahrzeuglaufleistung und/oder gewissen Motorumdrehungen automatisch rücksetzen und zum Start des Prozesses 300 zurückkehren, um zu bestimmen, ob die Fehlfunktion andauert.
Bei dem oben beschriebenen Prozess 300 beeinflusst das Steuerungssystem 100 des Fahrzeugs durch Beschränken der Verwendung von Nebensystemen vor dem Begrenzen der mechanischen Leistung des Motors das Fahrverhalten oder die Leistung des Fahrzeugs nicht zwangsläufig, bevor andere Möglichkeiten zum Verhindern eines sich straff anfühlenden Bremspedals ausprobiert wurden. Anders ausgedrückt kann der Motor das zuletzt zu beschränkende System sein.
Zusätzlich zum Durchführen des Prozesses 300 während Normalbetriebs der Supersaugvorrichtung kann das Steuerungssystem 100 die Supersaugvorrichtung als eine Vorsichtsmaßnahme testen, z. B. um sicherzustellen, dass sie bei Bedarf betriebsbereit ist. Beispielsweise kann das Steuerungssystem absichtlich zu Schritt 304 im Prozess übergehen, selbst wenn die Supersaugvorrichtung nicht erforderlich ist. Das System kann somit eine bei der Supersaugvorrichtung vorliegende Fehlfunktion detektieren oder, wenn keine Fehlfunktion vorliegt, kann der Prozess ganz normal mit dem Schließen der Supersaugvorrichtung fortfahren und zum Start des Prozesses zurückkehren. Wenn während eines solchen vorsorglichen Tests eine Fehlfunktion detektiert wird, kann das System dem Fahrer die Fehlfunktion anzeigen, jedoch können an diesem Punkt keine Beschränkungen von Nebensystemen oder Motorleistung verhängt werden.
Es versteht sich, dass es sich bei Bestimmung, dass eine Fehlfunktion der Supersaugvorrichtung 201 vorliegt, zusätzlich oder alternativ dazu um das Sperrventil 202 für die Supersaugvorrichtung handeln kann, bei dem eine Fehlfunktion vorliegt. Im Kontext der vorliegenden Offenbarung wird eine Fehlfunktion bei der Supersaugvorrichtung oder einer beliebigen Unterdruckquelle als eine beliebige Fehlfunktion bei einem Steuerventil der Unterdruckquelle umfassend angesehen.
Obgleich der Prozess 300 unter der Annahme, dass lediglich eine Supersaugvorrichtung zur Bereitstellung von Unterdruck für die Bremskraftverstärkerkammer verwendet wird, beschrieben wird, wird gleichermaßen in Betracht gezogen, dass eine mechanisch oder elektrisch angetriebene Pumpe verwendet werden könnte oder eine beliebige andere Pumpe, die zur Bereitstellung eines Unterdrucks, der durch eine elektronische Steuerung gesteuert werden kann, geeignet ist. Eine Kombination aus Unterdruckquellen könnte ebenso verwendet werden. Die oben beschriebenen Verfahren und Systeme können auf solche alternativen Unterdruckquellen angewendet werden.
Für den Fachmann liegt auf der Hand, dass die Erfindung, obgleich sie mit Bezug auf ein oder mehrere Beispiele beispielhaft beschrieben wurde, nicht auf die offenbarten Beispiele beschränkt ist und dass alternative Beispiele konstruiert werden könnten, ohne vom Schutzumfang der Erfindung, wie er durch die angehängten Ansprüche definiert wird, abzuweichen.

Claims

Verfahren zum Detektieren einer Fehlfunktion innerhalb eines Bremskraftverstärkungssystems eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug einen Einlasskrümmer für einen Motor umfasst, wobei der Einlasskrümmer eine erste Unterdruckquelle für das Bremskraftverstärkungssystem bereitstellt, wobei das Fahrzeug ferner eine zweite Unterdruckquelle für das Bremskraftverstärkungssystem umfasst, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Messen des Drucks einer Bremskraftverstärkungskammer und des Drucks im Einlasskrümmer, wenn die zweite Unterdruckquelle in den aktiven Zustand angewiesen ist; Vergleichen des gemessenen Bremskraftverstärkerkammerdrucks und des gemessenen Einlasskrümmerdrucks; Bestimmen, ob eine Fehlfunktion der zweiten Unterdruckquelle vorliegt; und Beschränken der Verwendung eines ersten elektrischen und/oder mechanischen Systems, das Leistung vom Motor bezieht, im Falle einer Fehlfunktion, um den Druck des Einlasskrümmers zu reduzieren und/oder aufrechtzuerhalten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen, ob eine Fehlfunktion der zweiten Unterdruckquelle vorliegt Folgendes umfasst: Bestimmen, ob der gemessene Bremskraftverstärkerkammerdruck im Wesentlichen gleich dem gemessenen Einlasskrümmerdruck ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Beschränken der Verwendung eines zweiten elektrischen und/oder mechanischen Systems, das Leistung vom Motor bezieht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Beschränken der Leistung des Motors.
Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Warten für einen vorbestimmten Zeitraum nach dem Anwenden einer Beschränkung; und Bestimmen, ob der Bremskraftverstärkerkammerdruck bei oder unter einem Schwellenwert liegt, vor dem Anwenden weiterer Beschränkungen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren ferner Entfernen einer Beschränkung, wenn diese nicht länger erforderlich ist, umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste elektrische und/oder mechanische System eine Klimaanlage für das Fahrzeug oder ein Batterieladesystem für das Fahrzeug umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, sofern von Anspruch 3 abhängig, wobei das zweite elektrische und/oder mechanische System eine Klimaanlage für das Fahrzeug oder ein Batterieladesystem für das Fahrzeug umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Anzeigen des Versagens der zweiten Unterdruckquelle für einen Fahrer des Fahrzeugs.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Druck des Einlasskrümmers im Wesentlichen bei oder unter einem Zielunterdruck bezüglich des Atmosphärendrucks gehalten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Unterdruckquelle eine Supersaugvorrichtung umfasst.
System zum Detektieren einer Fehlfunktion innerhalb eines Bremskraftverstärkungssystem eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug einen Einlasskrümmer für einen Motor umfasst, wobei der Einlasskrümmer eine erste Unterdruckquelle für das Bremskraftverstärkungssystem bereitstellt, wobei das Fahrzeug ferner eine zweite Unterdruckquelle für das Bremskraftverstärkungssystem umfasst, wobei das System eine oder mehrere Steuerungen, die zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche konfiguriert sind, umfasst.
Software, die bei Ausführung durch eine Rechenvorrichtung bewirkt, dass die Rechenvorrichtung das Verfahren nach einem der Ansprüche 1–11 durchführt.
Fahrzeug, das das System zum Detektieren einer Fehlfunktion innerhalb eines Bremskraftverstärkungssystems des Fahrzeugs nach Anspruch 12 umfasst.
Verfahren zum Detektieren einer Fehlfunktion innerhalb eines Bremskraftverstärkungssystems eines Fahrzeugs, im Wesentlichen wie hier und mit Bezug auf 3a und 3b beschrieben.
System zum Detektieren einer Fehlfunktion innerhalb eines Bremskraftverstärkungssystem eines Fahrzeugs, im Wesentlichen wie hier unter Bezugnahme auf 2, 3a und 3b beschrieben und wie darin gezeigt.