DE102016203105A1 - Method and device for diagnosing a brake assist system in a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen einer Funktion eines Bremsunterstützungssystems mit einer Unterdruckpumpe, mit folgenden Schritten: – Bestimmen einer Evakuierungsleistung der Unterdruckpumpe; – Modellieren eines Verlaufs eines Bremskammerdrucks in einer Bremskammer des Bremsunterstützungssystems basierend auf der Evakuierungsleistung; – nach dem Lösen einer Betätigung einer Betätigungseinrichtung, Feststellen eines Fehlers, wenn mindestens eine Abweichung zwischen einem modellierten Verlauf eines Bremskammerdrucks und einem Verlauf des tatsächlichen Bremskammerdrucks festgestellt wird.The invention relates to a method for checking a function of a brake assist system with a vacuum pump, comprising the following steps: determining an evacuation performance of the vacuum pump; - Modeling a course of a brake chamber pressure in a brake chamber of the brake assist system based on the evacuation performance; - After releasing an actuation of an actuator, detecting an error when at least one deviation between a modeled course of a brake chamber pressure and a course of the actual brake chamber pressure is detected.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft Bremskraftunterstützungssysteme mit sogenannten Bremskraftverstärkern, die mit Hilfe einer Unterdruckpumpe eine Druckdifferenz bereitstellen. Bei Betätigung eines Bremspedals wird entsprechend eine aus der Druckdifferenz resultierende Bremsunterstützungskraft bereitgestellt.The invention relates to brake assist systems with so-called brake booster, which provide a pressure difference with the aid of a vacuum pump. Upon actuation of a brake pedal, a brake assist force resulting from the pressure difference is accordingly provided.
Technischer HintergrundTechnical background
Bei einem Bremskraftverstärker wird eine einstellbare Druckdifferenz zwischen zwei Bremskammern in eine Bremskraft für ein nachgeordnetes Bremssystem umgesetzt. Dazu wird in den Bremskammern ein Unterdruck bezüglich eines Umgebungsdrucks bereitgestellt, der durch eine mechanisch, elektrisch oder anderweitig angetriebene Unterdruckpumpe erzeugt wird. Bei einem Bremsvorgang wird ein Druck in einer der Bremskammern des Bremskraftverstärkers entsprechend einer vom Fahrer vorgegebenen Betätigungskraft erhöht und die resultierende Druckdifferenz in die die Betätigungskraft ergänzende Bremskraft umgesetzt.In a brake booster, an adjustable pressure difference between two brake chambers is converted into a braking force for a downstream brake system. For this purpose, a negative pressure relative to an ambient pressure is provided in the brake chambers, which is generated by a mechanically, electrically or otherwise driven vacuum pump. During a braking operation, a pressure in one of the brake chambers of the brake booster is increased in accordance with an actuating force predetermined by the driver, and the resulting pressure difference is converted into the braking force that supplements the actuating force.
Die Unterdruckpumpe sorgt nach jedem Bremsvorgang für einen erneuten Aufbau des Unterdrucks in der entsprechenden Bremskammer des Bremskraftverstärkers. Bei Ausfall oder Verschlechterung der Leistung der Unterdruckpumpe steht eine Bremskraftunterstützung nur noch für wenige Bremsvorgänge zur Verfügung, da kein erneuter Aufbau des Unterdrucks durch die Unterdruckpumpe erfolgt. Dadurch kann bereits während einer Fahrt die zum Erreichen der erforderlichen Bremsleistung benötigte Betätigungskraft sehr hoch werden. Somit ist die Funktionsfähigkeit des Bremskraftverstärkers und insbesondere der Unterdruckpumpe sicherheitsrelevant.The vacuum pump ensures after each braking for a rebuild of the negative pressure in the corresponding brake chamber of the brake booster. In case of failure or deterioration of the performance of the vacuum pump is a brake assist only for a few braking operations available because there is no rebuilding the negative pressure by the vacuum pump. As a result, the operating force required to achieve the required braking power can be very high during a journey. Thus, the functionality of the brake booster and in particular the vacuum pump is safety relevant.
Aus der Druckschrift
Aus der Druckschrift
Gemäß der Druckschrift
Aus der Druckschrift
Die obigen Verfahren zur Überprüfung der Funktion der Unterdruckpumpe für einen Bremskraftverstärker sind jedoch nicht in der Lage, eine allmähliche Degradation der Unterdruckpumpe vor deren Ausfall zu erkennen.However, the above methods for checking the operation of the vacuum pump for a brake booster are unable to detect a gradual degradation of the vacuum pump before it fails.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Diagnose eines Bremskraftunterstützungssystems in einem Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, mit dem bereits eine allmähliche Degradation einer Unterdruckpumpe erkannt werden kann.It is therefore an object of the present invention to provide an improved method for diagnosing a brake assist system in a motor vehicle, with which a gradual degradation of a vacuum pump can already be detected.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zum Überprüfen einer Funktion einer Unterdruckpumpe eines Bremskraftunterstützungssystems, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gemäß Anspruch 1 sowie durch die Vorrichtung und durch das Bremskraftunterstützungssystem gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.This object is achieved by the method for checking a function of a vacuum pump of a brake assist system, in particular for a motor vehicle, according to
Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further embodiments are specified in the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Überprüfen einer Funktion eines Bremsunterstützungssystems mit einer Unterdruckpumpe vorgesehen, mit folgenden Schritten:
- – Bestimmen einer Evakuierungsleistung der Unterdruckpumpe;
- – Modellieren eines Verlaufs eines Bremskammerdrucks in einer Bremskammer des Bremsunterstützungssystems basierend auf der Evakuierungsleistung; und
- – nach dem Lösen einer Betätigung einer Betätigungseinrichtung, Feststellen eines Fehlers, wenn eine Abweichung zwischen einem modellierten Verlauf eines Bremskammerdrucks und einem Verlauf des tatsächlichen Bremskammerdrucks festgestellt wird.
- Determining an evacuation capacity of the vacuum pump;
- - Modeling a course of a brake chamber pressure in a brake chamber of the brake assist system based on the evacuation performance; and
- After releasing an actuation of an actuator, determining an error if a deviation between a modeled course of a brake chamber pressure and a profile of the actual brake chamber pressure is detected.
Mit wachsendem Verschleiß weist die Unterdruckpumpe eines Bremskraftverstärkers eine immer geringer werdende Evakuierungsleistung auf. Diese Verringerung der Evakuierungsleistung wird jedoch in der Regel anfänglich nicht bemerkt, da bei einem Großteil der Bremsvorgänge die betreffende Bremskammer des Bremskraftverstärkers nicht vollständig belüftet wird, d. h. nicht die maximale Druckdifferenz zur Bereitstellung der Bremsunterstützungskraft benötigt wird. Die verringerte Evakuierungsleistung kann somit für den größten Teil der Bremsvorgänge noch eine hinreichende Unterdruckversorgung sicherstellen. Führt jedoch der fortschreitende Verschleiß der Unterdruckpumpe schließlich zum Ausfall und damit zum Wegfall der Bremskraftunterstützung, so tritt dieses Ereignis aus Sicht des Fahrers unvermittelt und ohne Vorwarnung auf. Es können so sicherheitsrelevante Fahrsituationen auftreten.With increasing wear, the vacuum pump of a brake booster on an ever-decreasing evacuation performance. However, this reduction in evacuation efficiency is usually initially unnoticed since, for a majority of the braking events, the brake chamber of the brake booster is not fully vented, i. H. not the maximum pressure difference is needed to provide the brake assist force. The reduced evacuation performance can thus ensure a sufficient vacuum supply for most of the braking operations. However, if the progressive wear of the vacuum pump eventually leads to failure and thus to the elimination of the braking force assistance, this event occurs from the perspective of the driver abruptly and without warning. It can occur safety-relevant driving situations.
Eine Idee des obigen Verfahrens zum Überprüfen der Funktion einer Unterdruckpumpe für ein Bremskraftunterstützungssystem sieht vor, den Verlauf des Bremskammerdrucks in der mit Unterdruck beaufschlagten Bremskammer mit Hilfe eines geeigneten vorgegebenen Bremskraftverstärkermodells zu modellieren. Das Bremskraftverstärkermodell modelliert einen Druckverlauf des Bremskammerdrucks bei aktivierter Unterdruckpumpe ausgehend von einem Anfangsdruck (der dem bei dem letzten Bremsvorgang erreichten Maximaldruck in den Bremskammern oder einem Momentandruck in den Bremskammern entsprechen kann) und bezüglich der Umgebung abgeschlossenen Bremskammern, also einer Situation, die bei vollständigem Lösen der Betätigung der Betätigungseinrichtung vorliegt. Durch Vergleichen und Auswerten eines Unterschieds/einer Abweichung zwischen dem Verlauf des tatsächlichen Bremskammerdrucks und dem modellierten Verlauf des Bremskammerdrucks an mindestens einer zeitlichen Position kann ein Fehler in dem Unterdrucksystem des Bremskraftverstärkers frühzeitig festgestellt werden, d. h. ein Fehler festgestellt werden, bevor z. B. eine Unterdruckpumpe vollständig ausfällt. Abhängig von der Höhe des Unterschieds/Abweichung kann dadurch ein Grad einer Funktionsfähigkeit, insbesondere ein Verschleiß oder ein Ausfall, der Unterdruckpumpe festgestellt werden.One idea of the above method for checking the operation of a vacuum pump for a brake assist system is to model the progress of the brake chamber pressure in the negative pressure brake chamber by means of a suitable predetermined brake booster model. The brake booster model models a pressure curve of the brake chamber pressure when the vacuum pump is activated, starting from an initial pressure (which may correspond to the maximum pressure reached in the brake chambers or a momentary pressure in the brake chambers during the last braking operation) and closed to the environment brake chambers, ie a situation at full release the operation of the actuator is present. By comparing and evaluating a difference / deviation between the course of the actual brake chamber pressure and the modeled course of the brake chamber pressure at at least one temporal position, an error in the vacuum system of the brake booster can be detected early, i. H. an error can be detected before z. B. a vacuum pump completely fails. Depending on the amount of difference / deviation, a degree of operability, in particular wear or failure, of the vacuum pump can be determined.
Weiterhin kann die Evakuierungsleistung abhängig von einer Drehzahl der Unterdruckpumpe und einem Umgebungsdruck, und insbesondere abhängig von einer Temperatur des abgesaugten Gases angegeben bzw. bestimmt werden.Furthermore, the evacuation performance can be specified or determined as a function of a rotational speed of the vacuum pump and an ambient pressure, and in particular depending on a temperature of the extracted gas.
Es kann vorgesehen sein, dass ein Fehler festgestellt wird, wenn mindestens einer der Messwerte des tatsächlichen Bremskammerdrucks von einem entsprechenden Modellwert des Bremskammerdrucks zu einem jeweiligen bestimmten Zeitpunkt um mehr als einen vorgegebenen Degradationsschwellenwert abweicht.It can be provided that an error is detected if at least one of the measured values of the actual brake chamber pressure deviates from a corresponding model value of the brake chamber pressure at a respective particular point in time by more than a predetermined degradation threshold value.
Insbesondere kann ein Degradationsfehler signalisiert werden, wenn das Vorliegen einer Degradationsbedingung festgestellt wird, wobei die Degradationsbedingung angibt,
- – dass eine vorbestimmte Anzahl von Abweichungen zwischen jeweils einem Modellwert des modellierten Verlaufs des Bremskammerdrucks und einem entsprechenden Messwert des Verlaufs des tatsächlichen Bremskammerdrucks, die jeweils größer sind als ein vorgegebener Degradationsschwellenwert, übersteigt, und/oder
- – dass die Summe einer vorbestimmten Anzahl von Abweichungen zwischen jeweils einem Modellwert des modellierten Verlaufs des Bremskammerdrucks und einem entsprechenden Messwert des tatsächlichen Bremskammerdrucks einen vorgegebenen Integrationsschwellenwert übersteigt.
- A predetermined number of deviations between in each case a model value of the modeled curve of the brake chamber pressure and a corresponding measured value of the curve of the actual brake chamber pressure, which are each greater than a predefined degradation threshold, and / or
- - That the sum of a predetermined number of deviations between each a model value of the modeled course of the brake chamber pressure and a corresponding measured value of the actual brake chamber pressure exceeds a predetermined integration threshold.
Insbesondere kann dadurch eine Entprellung des Verfahrens zum Feststellen eines Fehlers vorgesehen werden.In particular, this makes it possible to debounce the method for determining an error.
Es kann vorgesehen sein, dass ein Degradationsfehler als ein Dynamik-Degradationsfehler signalisiert wird, wenn das Vorliegen der Degradationsbedingung während einer ersten Zeitdauer nach dem Lösen der Betätigung der Betätigungseinrichtung festgestellt wird, und ein Degradationsfehler als ein Statik-Degradationsfehler signalisiert wird, wenn das Vorliegen der Degradationsbedingung während einer zweiten Zeitdauer festgestellt wird, wobei das Ende der ersten Zeitdauer und der Beginn der zweiten Zeitdauer bis zum Erreichen eines vorgegebenen Soll-Bremskammerdrucks fest vorgegeben ist oder durch Erreichen eines vorgegebenen Übergang-Druckwerts angegeben ist. Dies ermöglicht die Unterscheidung zwischen Arten der Degradation der Unterdruckpumpe je nachdem, ob die Abweichungen im dynamischen oder stationären Bereich des Verlaufs des Bremskammerdrucks auftreten.It may be provided that a degradation error is signaled as a dynamic degradation error when the presence of the degradation condition is detected during a first time period after the actuation of the actuator is released, and a degradation error is signaled as a static degradation error if the presence of the degradation Degradationsbedingung is determined during a second period of time, wherein the end of the first time period and the beginning of the second time period until reaching a predetermined target brake chamber pressure is fixed or specified by reaching a predetermined transition pressure value. This makes it possible to distinguish between types of degradation of the vacuum pump depending on whether the deviations occur in the dynamic or stationary range of the course of the brake chamber pressure.
Weiterhin kann ein Funktionsausfallfehler signalisiert werden, wenn mindestens eine Abweichung zwischen einem Modellwert des modellierten Verlaufs des Bremskammerdrucks und einem entsprechenden Messwert des tatsächlichen Bremskammerdrucks festgestellt wird, die größer ist als ein vorgegebener Ausfallschwellenwert. Insbesondere kann der Ausfallschwellenwert größer sein als der Degradationsschwellenwert. Furthermore, a function failure error can be signaled if at least one deviation between a model value of the modeled progression of the brake chamber pressure and a corresponding measured value of the actual brake chamber pressure is determined, which is greater than a predefined failure threshold value. In particular, the failure threshold may be greater than the degradation threshold.
Weiterhin kann der Verlauf des Bremskammerdrucks in der Bremskammer des Bremsunterstützungssystems basierend auf der Evakuierungsleistung nach dem Lösen der Betätigung der Betätigungseinrichtung einmalig oder mehrfach oder kontinuierlich nach dem Lösen der Betätigung der Betätigungseinrichtung und vor Erreichen eines vorgegebenen Soll-Bremskammerdrucks ermittelt werden.Furthermore, the course of the brake chamber pressure in the brake chamber of the brake assist system may be determined based on the evacuation performance after releasing the operation of the actuator once or repeatedly or continuously after releasing the operation of the actuator and before reaching a predetermined target brake chamber pressure.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung, insbesondere Steuereinheit zum Überprüfen einer Funktion eines Bremsunterstützungssystems mit einer Unterdruckpumpe vorgesehen, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um:
- – eine Evakuierungsleistung der Unterdruckpumpe zu bestimmen;
- – einen Verlaufs eines Bremskammerdrucks in einer Bremskammer des Bremsunterstützungssystems basierend auf der Evakuierungsleistung zu modellieren; und
- – nach dem Lösen einer Betätigung einer Betätigungseinrichtung, einen Fehler festzustellen, wenn mindestens eine Abweichung zwischen einem modellierten Verlauf eines Bremskammerdrucks und einem Verlauf des tatsächlichen Bremskammerdrucks festgestellt wird.
- Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Bremsunterstützungssystem vorgesehen, umfassend:
- – ein Bremsunterstützungssystem mit zwei Bremskammern
- – eine Unterdruckpumpe, die ausgebildet ist, um die Bremskammern zu evakuieren; und
- – die obige Vorrichtung.
- To determine an evacuation capacity of the vacuum pump;
- To model a history of a brake chamber pressure in a brake chamber of the brake assist system based on the evacuation performance; and
- - after releasing an actuation of an actuator to detect an error, if at least one deviation between a modeled course of a brake chamber pressure and a course of the actual brake chamber pressure is detected.
- In another aspect, a brake assist system is provided, comprising:
- - A brake assist system with two brake chambers
- - A vacuum pump, which is designed to evacuate the brake chambers; and
- - The above device.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Embodiments are explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:
Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments
In
Das Bremskraftunterstützungssystem
Es ist eine Betätigungseinrichtung
Durch eine Betätigung der Betätigungseinrichtung
Die ausgeübte Bremskraft ist abhängig vom Betätigungsweg der Bremsstange
Ein kritisches Bauteil eines solchen Bremskraftunterstützungssystems
Eine häufige Ausfallursache einer Unterdruckpumpe besteht in einem Verschleiß von beweglichen Teilen in der Unterdruckpumpe, z. B. von Pumpenradschaufeln. Ein solcher Verschleiß kann sich bereits vor einem vollständigen Ausfall der Unterdruckpumpe
Weiterhin ist eine Steuereinheit
In
In Schritt S1 werden zunächst Betriebsparameter der Unterdruckpumpe
In Schritt S2 kann basierend auf den Betriebsparametern der Unterdruckpumpe
Nach Betätigen einer Betätigungseinrichtung
In Schritt S4 wird der tatsächliche Bremskammerdruck mithilfe des Drucksensors
In Schritt S5 wird basierend auf der modellierten Evakuierungsleistung und dem durch den Drucksensor
Zur Modellierung des Verlaufs des Bremskammerdrucks ist es notwendig, den Zeitpunkt des Lösens der Betätigungseinrichtung festzustellen. Dieser Zeitpunkt kann durch einen geeigneten Sensor an der Bremsstange
In Schritt
In Schritt S7 wird der tatsächliche Bremskammerdruck mithilfe des Drucksensors
In Schritt S8 wird ein entsprechend der verstrichenen Zeitdauer nach dem Zeitpunkt des Lösens der Betätigung der Betätigungseinrichtung
Wenn nach dem Lösen der Betätigungseinrichtung
Der modellierte Verlauf des Bremskammerdrucks kann einmalig nach Erreichen des Maximaldrucks in den Bremskammern
Dabei ist insbesondere zu beachten, dass je nach Fehlerfall Fehler nur im transienten oder nur im stationären Betrieb der Unterdruckpumpe
Ein anderer Fehlerfall kann vorsehen, dass der Verlauf des Bremskammerdrucks dem modellierten Verlauf des Bremskammerdrucks im transienten/dynamischen Betrieb, d. h. unmittelbar nach dem Lösen der Betätigungseinrichtung
Daher kann vorgesehen sein, dass ein Dynamik-Degradationsfehler festgestellt bzw. signalisiert wird, wenn in Schritt S8 eine Abweichung zwischen dem Modellwert und dem tatsächlichen Bremskammerdruck während einer ersten Zeitdauer nach dem Lösen der Betätigung der Betätigungseinrichtung
Diese beiden Fehlerfälle können in der Fehlerbehandlung des Schritts S9 hinsichtlich der Abweichung zwischen dem modellierten Bremskammerdruck und dem tatsächlichen Bremskammerdruck bewertet werden.These two error cases can be evaluated in the error handling of step S9 regarding the deviation between the modeled brake chamber pressure and the actual brake chamber pressure.
Entspricht die Abweichung bzw. der Unterschied zwischen dem Modellwert des Bremskammerdrucks und dem tatsächlichen Messwert des Bremskammerdrucks einem Wert, der größer ist als ein vorgegebener Ausfallschwellenwert, so kann ein Ausfall oder eine nicht ausreichende Funktionsfähigkeit der Unterdruckpumpe festgestellt werden und eine entsprechende Notmaßnahme eingeleitet werden. Die Notmaßnahme kann beispielsweise in einer entsprechenden Signalisierung eines Ausfalls des Bremsunterstützungssystems
Entspricht die Abweichung zwischen dem Modellwert und dem tatsächlichen Bremskammerdruck einem Wert der kleiner ist als der vorgegebene Ausfallschwellenwert aber einem Wert, der größer ist als ein vorgegebener Degradationsschwellenwert, so kann auf eine Degradation der Unterdruckpumpe
Um nur kurzzeitige Abweichungen zwischen dem Modellwert und dem tatsächlichen Bremskammerdruck nicht als einen Degradationsfehler zu erkennen, kann die Erkennung eines Degradationsfehlers entprellt werden. Insbesondere können dazu die erkannten Abweichungen innerhalb einer vorgegebenen Zeitperiode zu einem Integratorwert integriert werden und abhängig von dem Überschreiten eines vorgegebenen Integrationsschwellenwerts durch den Integratorwert eine Wartung oder ein Austausch der Unterdruckpumpe
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- BremskraftunterstützungssystemBrake assist system
- 22
- UnterdruckpumpeVacuum pump
- 33
- BremskraftverstärkerBrake booster
- 31, 3231, 32
- Bremskammernbrake chambers
- 3333
- Kolbenpiston
- 3434
- Kolbenstangepiston rod
- 3636
- RückstellfederReturn spring
- 3535
- BremskraftverstärkergehäuseBrake booster housing
- 44
- Betätigungseinrichtungactuator
- 4141
- Bremsstangebrake rod
- 55
- VentilValve
- 5151
- fluidische Verbindungfluidic connection
- 5252
- weitere fluidische Verbindungfurther fluidic connection
- 66
- Drucksensorpressure sensor
- 1010
- Steuereinheitcontrol unit
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 19929880 A1 [0006] DE 19929880 A1 [0006]
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