DE102016203105B4 - Device for diagnosing a brake assist system in a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung umfassend eine Steuereinheit (10) zum Überprüfen einer Funktion eines Bremsunterstützungssystems (1) mit einer Unterdruckpumpe (2), wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um:- eine Evakuierungsleistung der Unterdruckpumpe (2) zu bestimmen;- einen Verlauf eines Bremskammerdrucks in einer Bremskammer (31) des Bremsunterstützungssystems basierend auf der Evakuierungsleistung zu modellieren;- nach dem Lösen einer Betätigung einer Betätigungseinrichtung (4), einen Fehler festzustellen, wenn mindestens eine Abweichung zwischen einem modellierten Verlauf eines Bremskammerdrucks und einem Verlauf des tatsächlichen Bremskammerdrucks festgestellt wird;- wobei die Evakuierungsleistung abhängig von einer Drehzahl der Unterdruckpumpe (2) und einem Umgebungsdruck, und insbesondere abhängig von einer Temperatur des abgesaugten Gases bestimmt wird.Device comprising a control unit (10) for checking a function of a brake assistance system (1) with a vacuum pump (2), wherein the device is designed to:- determine an evacuation performance of the vacuum pump (2);- model a profile of a brake chamber pressure in a brake chamber (31) of the brake assistance system based on the evacuation performance;- after releasing an actuation of an actuating device (4), determine an error if at least one deviation between a modeled profile of a brake chamber pressure and a profile of the actual brake chamber pressure is determined;- wherein the evacuation performance is determined depending on a speed of the vacuum pump (2) and an ambient pressure, and in particular depending on a temperature of the extracted gas.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft Bremskraftunterstützungssysteme bzw. Bremsunterstützungssysteme 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 force assistance systems or brake assistance systems with so-called brake boosters, which provide a pressure difference with the help of a vacuum pump. When a brake pedal is actuated, a brake assistance force resulting from the pressure difference is provided accordingly.
Technischer HintergrundTechnical background
Zum Stand der Technik wird insbesondere auf die
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 braking 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 process, a pressure in one of the brake chambers of the brake booster is increased according to an actuating force specified 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 bzw. Bremsunterstützung 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.After each braking operation, the vacuum pump ensures that the vacuum is rebuilt in the corresponding brake chamber of the brake booster. If the vacuum pump fails or the performance deteriorates, brake power support or brake assistance is only available for a few braking operations, as the vacuum pump does not rebuild the vacuum. This means that the actuation force required to achieve the required braking power can be very high even during a journey. The functionality of the brake booster and in particular the vacuum pump is therefore relevant to safety.
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 function of the vacuum pump for a brake booster are not able to detect a gradual degradation of the vacuum pump before its failure.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zum Überprüfen einer Funktion eines Bremsunterstützungssystems mit einer Unterdruckpumpe in einem Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, mit der bereits eine allmähliche Degradation einer Unterdruckpumpe erkannt werden kann.It is therefore an object of the present invention to provide an improved device for checking a function of a brake assist system with a vacuum pump 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 eine Vorrichtung umfassend eine Steuereinheit zum Überprüfen einer Funktion eines Bremsunterstützungssystems mit einer Unterdruckpumpe gemäß Anspruch 1 und Anspruch 2 gelöst.This object is achieved by a device comprising a control unit for checking a function of a brake assist system with a vacuum pump according to
Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further embodiments are specified in the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Vorrichtung 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;
- - Modelling a brake chamber pressure curve in a brake chamber of the brake assist system based on the evacuation performance; and
- - after releasing an actuation of an actuating device, detecting an error if a deviation is detected between a modelled brake chamber pressure curve and a curve of the actual brake chamber pressure.
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 bzw. der Bremsunterstützung, so tritt dieses Ereignis aus Sicht des Fahrers unvermittelt und ohne Vorwarnung auf. Es können so sicherheitsrelevante Fahrsituationen auftreten.As wear increases, the vacuum pump of a brake booster has an ever decreasing evacuation capacity. However, this reduction in evacuation capacity is usually not noticed at first, since the brake chamber in question is not fully ventilated during the majority of braking operations, i.e. the maximum pressure difference is not required to provide the brake booster force. The reduced evacuation capacity can therefore still ensure a sufficient vacuum supply for the majority of braking operations. However, if the progressive wear of the vacuum pump ultimately leads to failure and thus to the loss of the brake booster force or brake booster, this event occurs suddenly and without warning from the driver's perspective. Safety-relevant driving situations can therefore arise.
Eine Idee der obigen Vorrichtung zum Überprüfen der Funktion einer Unterdruckpumpe für ein Bremskraftunterstützungssystem bzw. ein Bremsunterstützungssystem 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 device for checking the function of a vacuum pump for a brake assist system or a brake assist system provides for modeling the course of the brake chamber pressure in the brake chamber subjected to vacuum using a suitable predefined brake booster model. The brake booster model models a pressure course of the brake chamber pressure when the vacuum pump is activated, starting from an initial pressure (which can correspond to the maximum pressure in the brake chambers reached during the last braking operation or an instantaneous pressure in the brake chambers) and brake chambers that are closed off from the environment, i.e. a situation that occurs when the actuation of the actuating device is completely released. 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 time position, an error in the vacuum system of the brake booster can be detected early, i.e. an error can be detected before, for example, a vacuum pump fails completely. Depending on the magnitude of the difference/deviation, a degree of functionality, 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 depending on a 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 may 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 specific 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.
- - that a predetermined number of deviations between a model value of the modelled brake chamber pressure curve and a corresponding measured value of the actual brake chamber pressure curve, each of which is greater than a predetermined degradation threshold, exceeds, and/or
- - that the sum of a predetermined number of deviations between a model value of the modelled curve of the brake chamber pressure and a corresponding measured value of the actual brake chamber pressure exceeds a predetermined integration threshold value.
Insbesondere kann dadurch eine Entprellung eines Verfahrens zum Feststellen eines Fehlers vorgesehen werden.In particular, this can be used to debounce a method for detecting 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 can be provided that a degradation error is signaled as a dynamic degradation error if the presence of the degradation condition is determined during a first period of time after the actuation of the actuating device is released, and a degradation error is signaled as a static degradation error if the presence of the degradation condition is determined during a second period of time, wherein the end of the first period of time and the beginning of the second period of time are fixed until a predetermined target brake chamber pressure is reached or are indicated by reaching a predetermined transition pressure value. This enables the Differentiation between types of vacuum pump degradation depending on whether the deviations occur in the dynamic or stationary range of the brake chamber pressure curve.
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 functional failure error can be signaled if at least one deviation is detected between a model value of the modeled progression of the brake chamber pressure and a corresponding measured value of the actual brake chamber pressure that is greater than a predetermined failure threshold value. In particular, the failure threshold value can be greater than the degradation threshold value.
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 assistance system can be determined based on the evacuation performance after the actuation of the actuating device is released once or several times or continuously after the actuation of the actuating device is released and before a predetermined target brake chamber pressure is reached.
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.
- - to determine the evacuation capacity of the vacuum pump;
- - to model a brake chamber pressure curve in a brake chamber of the brake assist system based on the evacuation performance; and
- - after releasing an actuation of an actuating device, to detect an error if at least one deviation is detected between a modelled brake chamber pressure curve and a curve of the actual brake chamber pressure.
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.
- - a brake support system with two brake chambers
- - a vacuum pump designed to evacuate the brake chambers; and
- - the above device.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings
Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Bremsunterstützungssystems; -
2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Überprüfen der Funktion einer Unterdruckpumpe; und -
3 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Verlaufs eines tatsächlichen Bremskammerdrucks bezüglich eines modellierten Verlaufs des Bremskammerdrucks.
-
1 a schematic representation of a brake assist system; -
2 a flow chart illustrating a method for checking the function of a vacuum pump; and -
3 a diagram illustrating the course of an actual brake chamber pressure with respect to a modeled course of the brake chamber pressure.
Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments
In
Das Bremsunterstützungssystem 1 weist einen Bremskraftverstärker 3 auf, der in einem Bremskraftverstärkergehäuse 35 eine erste Bremskammer 31 und eine zweite Bremskammer 32 umfasst. Die beiden Bremskammern 31, 32 sind durch eine bewegliche Membran oder einen beweglichen Kolben 33 voneinander getrennt. Der Kolben 33 ist mit einer Kolbenstange 34 fest verbunden, die zur Bereitstellung einer Bremskraft für das Bremssystem (nicht gezeigt) wirkt. Die Kolbenstange 34 ist beweglich luft- und druckdicht in dem Bremskraftverstärkergehäuse 35 gelagert.The
Es ist eine Betätigungseinrichtung 4 z.B. in Form eines Bremspedals vorgesehen, die über eine Bremsstange 41 ein Ventil 5 im Inneren der Kolbenstange 34 betätigt. Das Ventil 5 ist in bekannter Weise so gestaltet, dass bei unbetätigter Betätigungseinrichtung 4 die erste und zweite Bremskammer 31, 32 miteinander durch eine fluidische Verbindung 51 verbunden sind, so dass bei aktiver Unterdruckpumpe 2 in der ersten und der zweiten Bremskammer 31, 32 ein Unterdruck erzeugt wird. Gleichzeitig wird durch eine Rückstellfeder 36 der Kolben 33 bzw. die Kolbenstange 34 in eine erste Position bewegt bzw. in einer ersten Position gehalten, in der keine Bremskraft auf das Bremssystem ausgeübt wird.An
Durch eine Betätigung der Betätigungseinrichtung 4 wird das Ventil 5 bedient und durch die entsprechende Bewegung der Bremsstange 41 wird die fluidische Verbindung 51 zwischen der ersten und zweiten Bremskammer 31, 32 geschlossen. Gleichzeitig wirkt eine Betätigungskraft der Betätigung auf den Kolben 33. Nach dem Schließen der fluidischen Verbindung 51 zwischen den Bremskammern 31, 32 wird eine weitere zuvor geschlossene fluidische Verbindung 52 der zweiten Bremskammer 32 zur Umgebung geöffnet. Dadurch strömt Umgebungsluft in die zweite Bremskammer 32 und der Druck in der zweiten Bremskammer 32 steigt an. Durch die sich zwischen den Bremskammern 31,32 einstellende Druckdifferenz wirkt auf den Kolben 33 und somit auf die Kolbenstange 34 eine entsprechende Bremskraft.By actuating the
Die ausgeübte Bremskraft ist abhängig vom Betätigungsweg der Bremsstange 41, da bei einer Bewegung des Kolbens 33 in Richtung der Bremsstange 41 die weitere fluidische Verbindung 52 der zweiten Bremskammer 32 zur Umgebung wieder verschlossen wird.The braking force exerted depends on the actuation path of the
Ein kritisches Bauteil eines solchen Bremsunterstützungssystems 1 stellt die Unterdruckpumpe 2 dar. Diese kann ausfallen, und es steht somit einem Fahrer eines Kraftfahrzeugs keine Bremsunterstützung mehr zur Verfügung. Dadurch können die benötigten Betätigungskräfte für einen Bremsvorgang sehr hoch werden.A critical component of such a
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 2 in einer Abnahme der Evakuierungsleistung der Unterdruckpumpe 2 auswirken. Somit kann der Verschleiß der Unterdruckpumpe 2 durch eine kontinuierliche Überwachung der Evakuierungsleistung festgestellt werden. Für die Diagnose kann ein in der ersten Bremskammer 31 angeordneter Drucksensor 6 verwendet werden.A common cause of failure of a vacuum pump is wear of moving parts in the vacuum pump, e.g. pump impeller blades. Such wear can result in a reduction in the evacuation performance of the
Weiterhin ist eine Steuereinheit 10 vorgesehen, die mit dem Drucksensor 6 gekoppelt ist, um eine Angabe über den Bremskammerdruck in der ersten Bremskammer 31 zu erhalten. Weiterhin erhält die Steuereinheit 10 Angaben über die aktuelle Öltemperatur, der aktuellen Drehzahl der Unterdruckpumpe 2 sowie über den Umgebungsdruck entweder über Sensoren oder über ein separates Steuergerät, wie beispielsweise ein Motorsteuergerät zum Betreiben eines Verbrennungsmotors. Anstelle der Drehzahl der Unterdruckpumpe 2 kann auch eine der Unterdruckpumpe 2 zugeführte elektrische Leistung im Falle einer elektrisch betriebenen Unterdruckpumpe bereitgestellt werden. Aus den Angaben, insbesondere aus der Drehzahl der Unterdruckpumpe 2 oder der zugeführten elektrischen Leistung, kann eine Evakuierungsleistung einer funktionierenden Unterdruckpumpe 2 ohne Verschließerscheinungen in an sich bekannter Weise (z.B. mithilfe eines vorgegebenen Pumpenmodells) modelliert werden.Furthermore, a
In
In Schritt S1 werden zunächst Betriebsparameter der Unterdruckpumpe 2 bestimmt, die insbesondere eine Drehzahl und den Umgebungsdruck betreffen können. Weiterhin kann eine Angabe über eine Temperatur der Unterdruckpumpe, insbesondere bei Anordnung an einem Verbrennungsmotor, einer Öltemperatur bereitgestellt werden.In step S1, operating parameters of the
In Schritt S2 kann basierend auf den Betriebsparametern der Unterdruckpumpe 2 anhand des vorgegebenen Pumpenmodells eine Evakuierungsleistung (oder eine diese repräsentierende Größe) ermittelt werden. Alternativ kann die Unterdruckpumpe 2 mit einer bekannten konstanten Evakuierungsleistung ausgebildet sein.In step S2, an evacuation performance (or a value representing this) can be determined based on the operating parameters of the
Nach Betätigen einer Betätigungseinrichtung 4 zum Aktivieren des Bremssystems steigt der Druck in der ersten Bremskammer 31 aufgrund der Kolbenbewegung an (die Kolbenbewegung bewirkt eine Verkleinerung der ersten Bremskammer 31). In Schritt S3 wird daher zyklisch überprüft, ob nach einer zuvor erfolgten Betätigung der Betätigungseinrichtung 4 gelöst worden ist. Ist dies der Fall (Alternative: Ja), d.h. bei Lösen der Betätigungseinrichtung 4, wird das Verfahren mit Schritt S4 fortgesetzt. Ist die Betätigung nicht gelöst worden (Alternative: Nein), so wird das Verfahren mit Schritt S1 oder alternativ (insbesondere bei bekannter Evakuierungsleistung) mit Schritt S3 fortgesetzt.After actuating an
In Schritt S4 wird der tatsächliche Bremskammerdruck mithilfe des Drucksensors 6 gemessen.In step S4, the actual brake chamber pressure is measured using the
In Schritt S5 wird basierend auf der modellierten Evakuierungsleistung und dem durch den Drucksensor 6 gemessenen Bremskammerdruck ein zeitlicher Verlauf des Bremskammerdrucks bei vollständigem Lösen der Betätigungseinrichtung 4 berechnet. Diese Berechnung kann auf einem physikalischen Bremskammerdruckmodell durchgeführt werden. Das Bremskammerdruckmodell kann einem durch Messung kalibrierten Modell bei einer vollständig funktionsfähigen Unterdruckpumpe und/oder einem physikalischen Modell der zu evakuierenden Volumina der Bremskammern 31, 32 entsprechen. Durch die erste und die zweite Bremskammer 31, 32 besteht ein definiertes Volumen, in dem ein vordefinierter, durch den Drucksensor gemessener Druck herrscht und das durch die Unterdruckpumpe 2 auf ein vorbestimmtes Unterdruckniveau evakuiert werden soll. Dies kann in Kenntnis des zu evakuierenden Volumens der bei unbetätigter Betätigungseinrichtung 4 miteinander verbundenen Bremskammern 31, 32 in an sich bekannter Weise erfolgen. Die Evakuierung erfolgt mit einer Evakuierungsleistung, die konstant ist oder deren Momentanwert kontinuierlich gemessen und bereitgestellt wird.In step S5, based on the modeled evacuation performance and the brake chamber pressure measured by the
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 41 ermittelt werden. Alternativ kann der Zeitpunkt auch durch Auswertung von zwei aufeinanderfolgend erfassten Messwerten des Bremskammerdrucks erkannt werden. Signalisiert die Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgend erfassten Bremskammerdrücken, dass ein Unterdruck in der ersten Bremskammer 31 wieder aufgebaut wird, so kann dies als der Zeitpunkt des Beendens des Bremsvorgangs angenommen werden, da die fluidische Verbindung zwischen der zweiten Bremskammer 32 und der Umgebung wieder geschlossen wird und die fluidische Verbindung 51 zwischen der ersten und der zweiten Bremskammer 31, 32 wieder geöffnet worden ist.In order to model the course of the brake chamber pressure, it is necessary to determine the time at which the actuating device is released. This time can be determined by a suitable sensor on the
In Schritt S6 wird erneut überprüft, ob die Betätigung der Betätigungseinrichtung 4 noch immer gelöst ist. Ist dies nicht der Fall (Alternative: Nein) wird das Verfahren mit Schritt S1 fortgesetzt. Andernfalls (Alternative: Ja) wird das Verfahren mit Schritt S7 fortgesetzt.In step S6, it is checked again whether the actuation of the
In Schritt S7 wird der tatsächliche Bremskammerdruck mithilfe des Drucksensors 6 erneut gemessen.In step S7, the actual brake chamber pressure is measured again using the
In Schritt S8 wird ein entsprechend der verstrichenen Zeitdauer nach dem Zeitpunkt des Lösens der Betätigung der Betätigungseinrichtung 4 bestimmter Modellwert des Bremskammerdrucks (Wert des Bremskammerdruckmodells zu dem Zeitpunkt nach der verstrichenen Zeitdauer) mit dem gemessenen tatsächlichen Bremskammerdruck verglichen. Wird in Schritt S8 keine Abweichung zwischen dem Modellwert und dem tatsächlichen Bremskammerdruck festgestellt (Alternative: Nein), so wird das Verfahren mit Schritt S6 fortgesetzt. Andernfalls (Alternative: ja), so kann eine Fehlerbehandlung in Schritt S9 durchgeführt werden.In step S8, a model value of the brake chamber pressure determined according to the elapsed time after the time of releasing the actuation of the actuating device 4 (value of the brake chamber pressure model at the time after the elapsed time) is compared with the measured actual brake chamber pressure. If no deviation between the model value and the actual brake chamber pressure is determined in step S8 (alternative: no), the method continues with step S6. Otherwise (alternative: yes), error handling can be carried out in step S9.
Wenn nach dem Lösen der Betätigungseinrichtung 4 der tatsächliche Druck in der ersten Bremskammer 31 dem modellierten Verlauf des Bremskammerdrucks entspricht, so kann auf eine ordnungsgemäße Funktion der Unterdruckpumpe 2 geschlossen werden. Weicht der Verlauf des tatsächlichen Bremskammerdrucks von dem modellierten Bremskammerdruck ab, so kann auf eine eingeschränkte Funktionsfähigkeit der Unterdruckpumpe 2, z.B. durch eine Degradation der Unterdruckpumpe 2, oder auf eine nicht ausreichende Funktionsfähigkeit der Unterdruckpumpe 2 geschlossen werden.If, after releasing the
Der modellierte Verlauf des Bremskammerdrucks kann einmalig nach Erreichen des Maximaldrucks in den Bremskammern 31, 32 und nach Lösen der Betätigung der Betätigungseinrichtung 4 anhand der festgestellten Evakuierungsleistung bestimmt werden. Alternativ kann der modellierte Verlauf des Bremskammerdrucks mehrfach oder kontinuierlich nach Erreichen des Maximaldrucks in den Bremskammern 31, 32 und nach Lösen der Betätigung der Betätigungseinrichtung 4 bis zum Erreichen eines Soll-Bremskammerdrucks bestimmt werden, um variierende Evakuierungsleistungen, die sich entsprechend dem Pumpenmodell ergeben, in dem modellierten Verlauf des Bremskammerdrucks zu berücksichtigen. Der Soll-Bremskammerdruck ist ein vorgegebener Druckwert, bis zu dem der Druck in den Bremskammern 31, 32 bei Nicht-Betätigung der Betätigungseinrichtung 4 absinken soll.The modeled course of the brake chamber pressure can be determined once after the maximum pressure in the
Dabei ist insbesondere zu beachten, dass je nach Fehlerfall Fehler nur im transienten oder nur im stationären Betrieb der Unterdruckpumpe 2 auftreten können. Das heißt, es kann bei einem Fehlerfall ein langsamerer Aufbau des Unterdrucks in der ersten Bremskammer 31 erfolgen, obgleich der zu erwartende Unterdruck im stationären Fall dem Unterdruck bei einer ordnungsgemäßen Unterdruckpumpe 2 entspricht.It is particularly important to note that, depending on the fault, faults may only occur in transient or only in stationary operation of the
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 4 entspricht, jedoch wird der für eine ordnungsgemäße Unterdruckpumpe 2 zu erwartende stationäre Unterdruck, d.h. der Unterdruck nach einer bestimmten Zeitdauer nach Beenden des Bremsvorgangs (nach Lösen der Betätigung der Betätigungseinrichtung 4), nicht erreicht.Another error case may provide that the course of the brake chamber pressure corresponds to the modeled course of the brake chamber pressure in transient/dynamic operation, i.e. immediately after the
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 4 festgestellt wird. Analog kann ein Statik-Degradationsfehler festgestellt bzw. signalisiert werden, wenn in Schritt S8 eine Abweichung zwischen dem Modellwert und dem tatsächlichen Bremskammerdruck während einer zweiten Zeitdauer bis zum Erreichen eines vorgegebenen Soll-Bremskammerdrucks festgestellt wird. Das Ende der ersten Zeitdauer und der Beginn der zweiten Zeitdauer kann fest vorgegeben sein oder durch Erreichen eines vorgegebenen Übergang-Druckwerts angegeben sein.Therefore, it can be provided that a dynamic degradation error is detected or signaled if a deviation between the model value and the actual brake chamber pressure is detected in step S8 during a first period of time after the actuation of the
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 with regard to 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 1 in Form eines Funktionsausfallfehlers an den Fahrer kommuniziert werden beispielsweise durch ein insbesondere rotes Warnlicht.If the deviation or difference between the model value of the brake chamber pressure and the actual measured value of the brake chamber pressure corresponds to a value that is greater than a predetermined failure threshold value, a failure or insufficient functionality of the vacuum pump can be determined and an appropriate emergency measure can be initiated. The emergency measure can be communicated to the driver, for example, in a corresponding signaling of a failure of the
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 2 geschlossen werden. Eine solche Degradation kann durch eine entsprechende Signalisierung an den Fahrer kommuniziert werden beispielsweise durch ein insbesondere gelbes Warnlicht.If the deviation between the model value and the actual brake chamber pressure corresponds to a value that is smaller than the specified failure threshold but a value that is greater than a specified degradation threshold, it can be concluded that the
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 2 empfohlen oder ein Notlaufbetrieb des Bremsunterstützungssystems bzw. des gesamten Motorsystems des Kraftfahrzeugs aktiviert werden.In order to avoid detecting short-term deviations between the model value and the actual brake chamber pressure as a degradation error, the detection of a degradation error can be debounced. In particular, the detected deviations can be integrated into an integrator value within a predetermined time period and, depending on whether the integrator value exceeds a predetermined integration threshold value, maintenance or replacement of the
In
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- BremsunterstützungssystemBrake support system
- 22
- UnterdruckpumpeVacuum pump
- 33
- BremskraftverstärkerBrake booster
- 31, 3231, 32
- BremskammernBrake chambers
- 3333
- KolbenPistons
- 3434
- KolbenstangePiston rod
- 3636
- RückstellfederReturn spring
- 3535
- BremskraftverstärkergehäuseBrake booster housing
- 44
- BetätigungseinrichtungActuating device
- 4141
- BremsstangeBrake rod
- 55
- VentilValve
- 5151
- fluidische Verbindungfluidic connection
- 5252
- weitere fluidische Verbindungfurther fluidic connection
- 66
- DrucksensorPressure sensor
- 1010
- SteuereinheitControl unit
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-
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