DE102021214645A1

DE102021214645A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Fehlerdetektion für ein mit einer motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung ausgestattetes Bremssystem eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102021214645A1
Application number: DE102021214645.7A
Authority: DE
Inventors: Manfred Gerdes; Florian Thinschmidt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-12-17
Filing date: 2021-12-17
Publication date: 2023-06-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zur Fehlerdetektion für ein mit einer motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung (12) ausgestattetes Bremssystem eines Fahrzeugs mit einer Elektronikeinrichtung (52), welche dazu ausgelegt und/oder programmiert ist, ein durch einen Betrieb des Elektromotors (14) mittels mindestens eines verstellbaren Kolbens der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung (12) verschobenes Bremsflüssigkeitsvolumen zwischen der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung (12) und zumindest einem an der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung (12) angrenzenden Teil des Bremssystems zu schätzen oder auszulesen und eine aufgrund des verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens zumindest in dem an der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung (12) angrenzenden Teil des Bremssystems auftretende Druckänderung zu schätzen oder auszulesen, wobei die Elektronikeinrichtung (52) zusätzlich dazu ausgelegt und/oder programmiert ist, eine Elastizität des Bremssystems und/oder eine Steifigkeit des Bremssystems zumindest unter Berücksichtigung des verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens und der Druckänderung festzulegen, und unter Berücksichtigung der festgelegten Elastizität und/oder Steifigkeit eine Fehlerinformation bezüglich einer möglicherweise in dem Bremssystem vorliegenden Luft, einer möglicherweise in dem Bremssystem vorliegenden Leckage und/oder eines möglicherweise vorliegenden Verschleißes mindestens eines Bremsbelags des Bremssystems festzulegen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fehlerdetektion für ein mit einer motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung ausgestattetes Bremssystem eines Fahrzeugs und ein Bremssystem für ein Fahrzeug. Ebenso betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Fehlerdetektion für ein mit einer motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung ausgestattetes Bremssystem eines Fahrzeugs.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik, wie beispielsweise der DE 10 2017 212 360 A1 , ist es bekannt, ein Bremssystem mit einer auch als motorisierte Plungervorrichtung bezeichenbaren motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung auszustatten.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zur Fehlerdetektion für ein mit einer motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung ausgestattetes Bremssystem eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Bremssystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10 und ein Verfahren zur Fehlerdetektion für ein mit einer motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung ausgestattetes Bremssystem eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 11.
Vorteile der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft nicht nur vorteilhafte Möglichkeiten zum Festlegen/Bestimmen einer Elastizität und/oder einer Steifigkeit eines mit einer motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung ausgestatteten Bremssystems eines Fahrzeugs, sondern auch zur frühzeitigen Detektion einer möglicherweise in dem Bremssystem vorliegenden Luft, einer möglicherweise in dem Bremssystem vorliegenden Leckage und/oder eines möglicherweise vorliegenden Verschleißes mindestens eines Bremsbelags des Bremssystems. Die vorliegende Erfindung erleichtert damit die frühzeitige Detektion von häufig an einem derartigen Bremssystemtyp auftretenden Fehlern und Funktionsbehinderungen. Auf diese Weise verbessert die vorliegende Erfindung einen Bremskomfort des mit dem jeweiligen Bremssystem ausgestatteten Fahrzeugs und steigert gleichzeitig dessen Sicherheitsstandard.
Eine zur Ausführung der vorliegenden Erfindung geeignete Vorrichtung ist außerdem relativ kostengünstig herstellbar. Da die Vorrichtung zur Fehlerdetektion die Elastizität und/oder Steifigkeit des jeweiligen Bremssystems ermittelt und anschließend auswertet, benötigt sie keine teure Elektronik mit einem hohen Bauraumbedarf. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass zu ihrer Ausführung Sensortypen mitverwendet werden können, welche herkömmlicher Weise bereits an einem mit einer motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung ausgestatteten Bremssystem verbaut sind. Eine Nutzung der vorliegenden Erfindung erfordert deshalb in der Regel keine „Nachaufbesserung“ der Sensorik des jeweiligen Bremssystems mit zusätzlichen Sensortypen.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung weist die Elektronikeinrichtung einen Speicher mit einem auf dem Speicher hinterlegten Druck-Schwellwert, einem auf dem Speicher hinterlegten Elastizitäts-Normalwertebereich und/oder einem auf dem Speicher hinterlegten Steifigkeits-Normalwertebereich auf und ist dazu ausgelegt und/oder programmiert, anhand des mindestens einen zweiten Sensorsignals einen Druck in dem Bremssystem zu schätzen oder auszulesen, wobei, sofern die mindestens eine bei einem Druck unter dem Druck-Schwellwert festgelegte Elastizität und/oder Steifigkeit von dem Elastizitäts-Normalwertebereich und/oder Steifigkeits-Normalwertebereich abweicht und die mindestens eine bei einem Druck über dem Druck-Schwellwert festgelegte Elastizität und/oder Steifigkeit in dem Elastizitäts-Normalwertebereich und/oder Steifigkeits-Normalwertebereich liegt, die Elektronikeinrichtung dazu ausgelegt und/oder programmiert ist, als die Fehlerinformation festzulegen, dass zumindest eine vorgegebene Grenzmenge an Luft in dem Bremssystem vorliegt. Die hier beschriebene Ausführungsform der Vorrichtung kann somit das Vorliegen von Luft in der Bremsflüssigkeit des Bremssystems verlässlich und mit einer vernachlässigbaren Fehlerrate erkennen.
Ebenso kann die Elektronikeinrichtung den Speicher mit dem hinterlegten Druck-Schwellwert, dem hinterlegten Elastizitäts-Normalwertebereich und/oder dem hinterlegten Steifigkeits-Normalwertebereich aufweisen und dazu ausgelegt und/oder programmiert sein, anhand des mindestens einen zweiten Sensorsignals den Druck in dem Bremssystem zu schätzen oder auszulesen, wobei, sofern die mindestens eine bei einem Druck über dem Druck-Schwellwert festgelegte Elastizität und/oder Steifigkeit von dem Elastizitäts-Normalwertebereich und/oder Steifigkeits-Normalwertebereich abweicht, die Elektronikeinrichtung dazu ausgelegt und/oder programmiert ist, als die Fehlerinformation festzulegen, dass eine Leckage in dem Bremssystem vorliegt. Damit ist verhindert, dass eine in der Bremsflüssigkeit des Bremssystems vorliegende Luft fälschlicher Weise als Leckage in dem Bremssystem gedeutet wird.
Alternativ oder ergänzend kann die Elektronikeinrichtung auch den Speicher mit dem hinterlegten Elastizitäts-Normalwertebereich und/oder dem hinterlegten Steifigkeits-Normalwertebereich aufweisen und dazu ausgelegt und/oder programmiert sein, mindestens eine von der Elektronikeinrichtung ermittelte Abweichung der festgelegten Elastizität und/oder Steifigkeit von dem Elastizitäts-Normalwertebereich und/oder Steifigkeits-Normalwertebereich auf dem Speicher abzuspeichern, wobei, sofern eine Abweichung einer neu-festgelegten Elastizität und/oder Steifigkeit von dem Elastizitäts-Normalwertebereich und/oder Steifigkeits-Normalwertebereich größer ist als die mindestens eine zuvor auf dem Speicher abgespeicherte Abweichung, die Elektronikeinrichtung dazu ausgelegt und/oder programmiert ist, als die Fehlerinformation festzulegen, dass der aktuelle Verschleißungsgrad des möglicherweise vorliegenden Verschleißes des mindestens einen Bremsbelags des Bremssystems zumindest einen vorgegebenen Grenz-Verschleißungsgrad übersteigt. Auch ein vorliegender Verschleiß des mindestens einen Bremsbelags des Bremssystems kann damit verlässlich erkannt werden, während gleichzeitig verhindert ist, dass mindestens eine verschlissener Bremsbelag des Bremssystems fälschlicher Weise als Luft in seiner Bremsflüssigkeit oder Leckage gedeutet wird.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung weist eine erste Tiefpassfiltereinrichtung und/oder eine zweite Tiefpassfiltereinrichtung auf, wobei die Elektronikeinrichtung dazu ausgelegt und/oder programmiert ist, die Elastizität des Bremssystems und/oder die Steifigkeit des Bremssystems zumindest unter Berücksichtigung des ungefilterten oder mittels der ersten Tiefpassfiltereinrichtung gefilterten verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens und der ungefilterten oder mittels der zweiten Tiefpassfiltereinrichtung gefilterten Druckänderung festzulegen. Durch eine mittels der ersten Tiefpassfiltereinrichtung und/oder mittels der zweiten Tiefpassfiltereinrichtung ausgeführte Tiefpassfilterung kann ein an dem jeweils gefilterten Signal auftretendes Signalrauschen begrenzt/reduziert werden.
Vorzugsweise ist die Elektronikeinrichtung zusätzlich dazu ausgelegt und/oder programmiert, anhand des mindestens einen Motorsteuersignals und/oder des mindestens einen ersten Sensorsignals einen Verstellweg des mindestens einen durch Betrieb des Elektromotors verstellten Kolbens der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung aus seiner jeweiligen Ausgangsstellung zu schätzen oder auszulesen, und das mittels des mindestens einen verstellbaren Kolbens zwischen der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung und zumindest dem an der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung angrenzenden Teil des Bremssystems verschobene Bremsflüssigkeitsvolumen anhand des geschätzten oder ausgelesenen Verstellwegs des mindestens einen verstellten Kolbens zu schätzen. Da herkömmlicherweise eine motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung meistens mit einem Drehwinkelsensor ihres Elektromotors ausgestattet ist, kann ein verlässlicher Schätzwert für das verschobene Bremsflüssigkeitsvolumen mit der hier beschriebenen Ausführungsform der Vorrichtung leicht festgelegt werden, wodurch die Notwendigkeit einer weiteren Sensorik zum Messen des verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens entfällt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung ist die Elektronikeinrichtung zusätzlich dazu ausgelegt und/oder programmiert, anhand mindestens eines von der Elektronikeinrichtung an mindestens ein Ventil des Bremssystems ausgegebenen Ventilsteuersignals oder mindestens eines an die Elektronikeinrichtung bereitgestellten dritten Sensorsignals ein in mindestens einer Speicherkammer des Bremssystems zwischengespeichertes Speichervolumen zu schätzen oder auszulesen, und die Elastizität des Bremssystems und/oder die Steifigkeit des Bremssystems zumindest unter Berücksichtigung des geschätzten oder ausgelesenen verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens, der geschätzten oder ausgelesenen Druckänderung und des geschätzten oder ausgelesenen Speichervolumens in der mindestens einen Speicherkammer festzulegen. Die hier beschriebene Ausführungsform der Vorrichtung ermöglicht damit eine genauere und verlässlichere Festlegung der Elastizität und/oder der Steifigkeit des jeweiligen Bremssystems.
Ebenso kann die Elektronikeinrichtung zusätzlich dazu ausgelegt und/oder programmiert sein, anhand mindestens eines an die Elektronikeinrichtung bereitgestellten vierten Sensorsignals ein mittels einer Betätigung eines Bremsbetätigungselements des Bremssystems verschobenes Differenzvolumen in oder aus zumindest dem an der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung angrenzenden Teil des Bremssystems zu schätzen oder auszulesen und die Elastizität des Bremssystems und/oder die Steifigkeit des Bremssystems zumindest unter Berücksichtigung des geschätzten oder ausgelesenen verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens, der geschätzten oder ausgelesenen Druckänderung und des geschätzten oder ausgelesenen Differenzvolumens festzulegen. Auch auf diese Weise können die Elastizität und/oder die Steifigkeit des jeweiligen Bremssystems genauer und verlässlicher festgelegt werden.
Alternativ oder ergänzend kann die Elektronikeinrichtung zusätzlich dazu ausgelegt und/oder programmiert sein, zumindest unter Berücksichtigung des geschätzten oder ausgelesenen verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens und der geschätzten oder ausgelesenen Druckänderung ein Totvolumen des Bremssystems zu schätzen, und die Elastizität des Bremssystems und/oder die Steifigkeit des Bremssystems zumindest unter Berücksichtigung des geschätzten oder ausgelesenen verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens, der geschätzten oder ausgelesenen Druckänderung und des geschätzten Totvolumens festzulegen. Auch die Schätzung und Berücksichtigung des Totvolumens des Bremssystems kann zur Verbesserung der Genauigkeit und der Verlässlichkeit der festgelegten Elastizität oder Steifigkeit des jeweiligen Bremssystems beitragen.
Die vorausgehend beschriebenen Vorteile sind auch bei einem Bremssystem für ein Fahrzeug mit einer derartigen Vorrichtung zur Fehlerdetektion und der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung mit dem Elektromotor und dem mindestens einen durch Betrieb des Elektromotors verstellbaren Kolben gewährleistet.
Des Weiteren schafft auch ein Ausführen eines korrespondierenden Verfahrens zur Fehlerdetektion für ein mit einer motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung ausgestattetes Bremssystem eines Fahrzeugs die oben beschriebenen Vorteile. Das Verfahren zur Fehlerdetektion kann gemäß den oben erläuterten Ausführungsformen der Vorrichtung weitergebildet werden.
Figurenliste
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

1 ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Verfahrens zur Fehlerdetektion für ein mit einer motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung ausgestattetes Bremssystem eines Fahrzeugs; und
2A und 2B schematische Teildarstellungen einer Ausführungsform der Vorrichtung zur Fehlerdetektion, bzw. eines damit und mit einer motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung ausgestatteten Bremssystems eines Fahrzeugs.

Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Verfahrens zur Fehlerdetektion für ein mit einer motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung ausgestattetes Bremssystem eines Fahrzeugs.
Das im Weiteren beschriebene Verfahren kann mit (nahezu) jedem Bremssystem ausgeführt werden, welches zumindest mit einer auch als motorisierte Plungervorrichtung bezeichenbaren motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung ausgestattet ist. Unter der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung ist eine Vorrichtung mit mindestens einem jeweils innerhalb eines Innenvolumens der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung angeordneten Kolben zu verstehen, bei welcher der mindestens eine Kolben mittels eines Betriebs eines Elektromotors der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung derart linear verstellbar ist/verstellt wird, dass Bremsflüssigkeit zwischen dem Innenvolumen der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung und einem angebundenen Bremssystemvolumen verschiebbar ist. Das Innenvolumen der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung kann beispielsweise als mindestens ein zylinderförmiges Volumen ausgebildet sein. Eine Ausführbarkeit des Verfahrens ist ebenso nicht auf einen speziellen Fahrzeugtyp/Kraftfahrzeugtyp des mit dem jeweiligen Bremssystem ausgestatteten Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs beschränkt.
In einem Verfahrensschritt S1 wird ein durch einen Betrieb des Elektromotors mittels des mindestens einen verstellten Kolbens zwischen (dem Innenvolumen) der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung und zumindest einem an der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung angrenzenden Teil des Bremssystems verschobenes Bremsflüssigkeitsvolumen ΔV geschätzt oder ausgelesen. Lediglich beispielhaft wird bei dem hier beschriebenen Verfahren als Verfahrensschritt S1 zum Bestimmen des mittels des mindestens einen verstellten Kolbens verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens ΔV ein Gesamt-Bremsflüssigkeitsvolumen V(t) des Bremssystems fortlaufen geschätzt oder ausgelesen. Anschließend wird dann das verschobene Bremsflüssigkeitsvolumen ΔV festgelegt gemäß Gleichung (Gl. 1) mit: $Δ V = V (t + Δ t) - V (t) \approx \frac{d V (t)}{d t}$
Optionaler Weise kann vor dem Berechnen des verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens ΔV gemäß Gleichung (Gl. 1) das ermittelte oder geschätzte Gesamt-Bremsflüssigkeitsvolumen V(t) mit einem variablen Tiefpassfilter gefiltert werden. Mittels der Tiefpassfilterung kann ein Signalrauschen an den Werten für das Gesamt-Bremsflüssigkeitsvolumen V(t), bzw. an den daraus später abgeleiteten Werten für das verschobene Bremsflüssigkeitsvolumen ΔV, begrenzt werden.
Von einem Betrieb des Elektromotors kann dann gesprochen werden, wenn der mindestens eine mittels des betriebenen Elektromotors verstellbare Kolben der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung aus seiner jeweiligen Ausgangsstellung um einen Verstellweg ungleich null verstellt wird. Der Betrieb des Elektromotors, während welchem der Verfahrensschritt S1 mindestens einmal ausgeführt wird, ist in der Regel durch mindestens ein an den Elektromotor ausgegebenes Motorsteuersignal ausgelöst/bewirkt. Deshalb kann beim mindestens einmaligen Ausführen des Verfahrensschritts S1 das verschobene Bremsflüssigkeitsvolumens ΔV auch unter Berücksichtigung des mindestens einen an den Elektromotor ausgegebenen Motorsteuersignals geschätzt werden. Alternativ oder ergänzend kann das verschobene Bremsflüssigkeitsvolumens ΔV auch anhand mindestens eines ersten Sensorsignals geschätzt und/oder aus dem mindestens einen ersten Sensorsignal ausgelesen werden.
Beispielsweise kann der Verstellweg des mindestens einen verstellten Kolbens der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung aus seiner jeweiligen Ausgangsstellung anhand des mindestens einen Motorsteuersignals und/oder des mindestens einen ersten Sensorsignals geschätzt oder ausgelesen werden. Der Verstellweg des mindestens einen verstellbaren Kolbens kann z.B. mit einer hohen Genauigkeit und einer guten Verlässlichkeit geschätzt werden, indem ein als Motorsteuersignal an den Elektromotor ausgegebener Strom entsprechend ausgewertet wird. Alternativ oder ergänzend kann der Verstellweg des mindestens einen verstellbaren Kolbens auch aus einem als das mindestens eine erste Sensorsignal ausgewerteten Signal eines Drehwinkelsensors des Elektromotors der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung ausgelesen werden. Wahlweise kann auch mindestens ein eigener Sensor zum Bestimmen einer aktuellen Position des mindestens einen Kolbens an der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung verbaut sein, dessen Signal dann als das mindestens eine erste Sensorsignal ausgewertet wird.
Nach dem Schätzen oder Auslesen des Verstellwegs des mindestens einen verstellten Kolbens kann das zwischen der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung und zumindest dem an der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung angrenzenden Teil des Bremssystems verschobene Bremsflüssigkeitsvolumen ΔV anhand des geschätzten Verstellwegs des mindestens einen verstellten Kolbens geschätzt werden. Sofern mindestens ein zum Bestimmen des verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens ΔV ausgelegter Volumensensor an dem Bremssystem verbaut ist, kann das verschobene Bremsflüssigkeitsvolumen ΔV auch aus mindestens einem Volumensensorsignal des mindestens einen Volumensensors ausgelesen werden.
Als weitere optionale Weiterbildung kann das in dem Verfahrensschritt S1 bestimmte verschobene Bremsflüssigkeitsvolumen ΔV mit einer vorgegebenen Mindestvolumenänderung ΔV_min verglichen werden. Vorzugsweise wird das Verfahren nur dann mit einem Verfahrensschritt S2 fortgesetzt, wenn das bestimmte verschobene Bremsflüssigkeitsvolumen ΔV größer als die Mindestvolumenänderung ΔV_min ist.
In dem Verfahrensschritt S2 wird eine aufgrund des verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens ΔV zumindest in dem an der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung angrenzenden Teil des Bremssystems auftretende Druckänderung Δp unter Verwendung mindestens eines zweiten Sensorsignals geschätzt oder ausgelesen. Vorzugsweise wird beim Ausführen der Verfahrensschritte S1 und S2 darauf geachtet, dass zwischen dem Schätzen/Auslesen des verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens ΔV und dem Schätzen/Auslesen der Druckänderung Δp keine großen Zeitverzüge auftreten. Als die jeweilige Druckänderung Δp kann beispielsweise eine Änderung eines Vordrucks geschätzt oder mittels mindestens eines Vordrucksensors gemessen werden. Beispielhaft wird bei der hier beschriebenen Ausführungsform ein in zumindest dem an der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung angrenzenden Teil des Bremssystems vorherrschender Druck p(t) fortlaufend ermittelt oder geschätzt. Die Druckänderung Δp wird dann festgelegt gemäß Gleichung (Gl. 2) mit: $Δ p = p (t + Δ t) - p (t) \approx \frac{d p (t)}{d t}$
Vor der Festlegung der Druckänderung Δp gemäß Gleichung (Gl. 2) kann der ermittelte oder geschätzte Druck p(t) optionaler Weise mit einem (weiteren) variablen Tiefpassfilter gefiltert werden, wodurch ein Signalrauschen an den Werten für den Druck p(t), bzw. an den daraus abgeleiteten Werten für die Druckänderung Δp, begrenzt werden kann. Wahlweise kann auch die in dem Verfahrensschritt S2 bestimmte Druckänderung Δp mit einer vorgegebenen Mindestdruckänderung Δp_min verglichen werden. Bevorzugter Weise wird das Verfahren nur, sofern die Druckänderung Δp größer als die Mindestdruckänderung Δp_min ist, mit einem Verfahrensschritt S3 fortgesetzt.
In dem Verfahrensschritt S3 werden eine Elastizität E des Bremssystems und/oder eine Steifigkeit Σ des Bremssystems zumindest unter Berücksichtigung des verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens ΔV und der Druckänderung Δp festgelegt. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform der 1 wird insbesondere die Elastizität des Bremssystems gemäß Gleichung (Gl. 3) festgelegt mit: $E = \frac{Δ V}{Δ p}$
Die Gleichung (Gl. 3) kann insbesondere dann verlässlich verwendet werden, wenn sichergestellt ist, dass die Druckänderung Δp größer als die vorgegebene Mindestdruckänderung Δp_min ist. (Bei einer Druckänderung Δp von nahezu null würde die auf diese Weise bestimmte Elastizität E gegen unendlich gehen.) Ist das verschobene Bremsflüssigkeitsvolumens ΔV größer als die vorgegebene Mindestvolumenänderung ΔV_min, so ist außerdem gewährleistet, dass sich die gemäß der Gleichung (Gl. 3) bestimmte Elastizität E von null deutlich unterscheidet.
Alternativ oder ergänzend kann auch die Steifigkeit Σ des Bremssystems gemäß Gleichung (Gl. 4) festgelegt werden mit: $\sum = \frac{Δ p}{Δ V}$
Als vorteilhafte Weiterbildung können auch kompliziertere Gleichungen zum Festlegen der Elastizität E des Bremssystems und/oder der Steifigkeit Σ des Bremssystems in dem Verfahrensschritt S3 verwendet werden. Beispielsweise kann auch in mindestens einem nicht dargestellten Verfahrensschritt ein in mindestens einer Speicherkammer des jeweiligen Bremssystems zwischengespeichertes Speichervolumen V_acc geschätzt oder ausgelesen werden. Da das Speichervolumen V_acc in der Regel von einer Ansteuerung mindestens eines Ventils des Bremssystems abhängig ist, kann z.B. mindestens ein an das mindestens eine Ventil des Bremssystems ausgegebenes Ventilsteuersignal zu Schätzen des Speichervolumens V_acc ausgewertet werden. Alternativ oder ergänzend kann das Speichervolumen V_acc auch aus mindestens einem dritten Sensorsignal, speziell mindestens eines Volumensensors der mindestens einen Speicherkammer, ausgelesen werden. Gegebenenfalls können dann die Elastizität E des Bremssystems und/oder die Steifigkeit Σ des Bremssystems zumindest unter Berücksichtigung des verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens ΔV, der Druckänderung Δp und des in der mindestens einen Speicherkammer zwischengespeicherten Speichervolumens V_acc festgelegt werden.
Sofern ein Bremsbetätigungselement, wie z.B. ein Bremspedal, derart an dem Bremssystem angebunden ist, dass eine Fahrerbremskraft durch Betätigung des Bremsbetätigungselements zum Druckaufbau in dem Bremssystem nutzbar ist, kann außerdem noch ein mittels Betätigung des Bremsbetätigungselements verschobenes Differenzvolumen V_diff in oder aus zumindest dem an der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung angrenzenden Teil des Bremssystems geschätzt oder ausgelesen werden. Beispielsweise kann zum Schätzen oder Auslesen des Differenzvolumens V_diff mindestens ein viertes Sensorsignal, wie insbesondere eines Stangenwegsensors und/oder eines Differenzwegsensors, ausgewertet werden. In diesem Fall können die Elastizität E und/oder die Steifigkeit Σ des jeweiligen Bremssystems zumindest unter Berücksichtigung des verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens ΔV, der Druckänderung Δp und des in oder aus zumindest dem an der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung angrenzenden Teil des Bremssystems verschobenen Differenzvolumens V_diff festgelegt werden.
Bei vielen Bremssystemen muss außerdem erst ein sogenanntes Totvolumen V₀ überschritten sein, bevor durch Betrieb zumindest der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung ein Druckaufbau in dem jeweiligen Bremssystem beginnt. Trifft dies auf das jeweilige Bremssystem zu, so kann das Totvolumen V₀ des Bremssystems zumindest unter Berücksichtigung des verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens ΔV und der Druckänderung Δp in einem nicht dargestellten Verfahrensschritt geschätzt werden. Danach können die Elastizität E des Bremssystems und/oder die Steifigkeit Σ des Bremssystems auch zumindest unter Berücksichtigung des verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens ΔV, der Druckänderung Δp und des geschätzten Totvolumens V₀ festgelegt werden.
Somit können zum Festlegen der Elastizität E oder der Steifigkeit Σ des Bremssystems auch die Gleichungen (Gl. 5) und/oder (Gl. 6) verwendet werden mit: $E = \frac{Δ V + V_{+}}{Δ p}$
$\sum = \frac{Δ p}{Δ V + V_{+}}$
Die Größe V+ kann wahlweise das in der mindestens einen Speicherkammer zwischengespeicherte Speichervolumen V_acc, das mittels der Betätigung des Bremsbetätigungselements verschobene Differenzvolumen V_diff und/oder das Totvolumen V₀ umfassen/sein.
Als mögliche Weiterbildung können auch bei der Festlegung der Elastizität E und/oder der Steifigkeit Σ des jeweiligen Bremssystems eine Dämpfung D und/oder eine Trägheit T des jeweiligen Bremssystems noch beachtet werden. Dies kann mittels der Gleichungen (Gl. 7) und/oder (Gl. 8) geschehen mit: $p (t) = \sum * (Δ V + V_{+}) + D * \frac{d V (t)}{d t} + T * \frac{d^{2} V (t)}{d t^{2}}$
$E = \frac{1}{\sum}$
Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Verwendung der sechs Parameter Elastizität E/Steifigkeit Σ, Speichervolumen V_acc, Differenzvolumen V_diff, Totvolumen V₀, Dämpfung D und Trägheit T nur optional ist. Anstelle einer komplexen und rechenintensiven Verwendung der Gleichungen (Gl. 7), bzw. einer davon abgeleiteten Gleichung für die Elastizität E, können oft lediglich die Gleichungen (Gl. 3) und (Gl. 4) zum Festlegen der Elastizität E und/oder Steifigkeit Σ genutzt werden. Um sicherzustellen, dass das Speichervolumen V_acc, das Differenzvolumen V_diff, das Totvolumen V₀, die Dämpfung D und die Trägheit T des jeweiligen Bremssystems keine relevante Rolle für die Festlegung der Elastizität E und/oder der Steifigkeit Σ des jeweiligen Bremssystems spielen, können außerdem entsprechende Versuchsrandbedingungen bei der Parameterbestimmung eingehalten werden. Dass diese Versuchsrandbedingungen eingehalten werden, ist beispielsweise durch die Signalfilterung sicherstellbar.
In einem weiteren Verfahrensschritt S4 wird eine Fehlerinformation bezüglich einer möglicherweise in dem Bremssystem vorliegenden Luft, einer möglicherweise in dem Bremssystem vorliegenden Leckage und/oder eines möglicherweise vorliegenden Verschleißes mindestens eines Bremsbelags des Bremssystems festgelegt. Das Festlegen der Fehlerinformation erfolgt unter Berücksichtigung der festgelegten Elastizität E und/oder Steifigkeit Σ.
Durch Ausführen des Verfahrensschritts S4 ist es somit möglich, wichtige Informationen bezüglich des Wartungszustands des Bremssystems zu ermitteln. Wie anschließend genauer erläutert wird, können zum Ausführen des Verfahrensschritts S4 Algorithmen ausgeführt werden, welche ein getrenntes Erkennen einer möglicherweise in dem Bremssystem vorliegenden Luft, einer möglicherweise in dem Bremssystem vorliegenden Leckage und/oder eines möglicherweise vorliegenden Verschleißes des mindestens einen Bremsbelags des Bremssystems erlauben. Dies ermöglicht auch eine gezielte Behebung des möglicherweise an dem Bremssystem vorliegenden Fehlers, wodurch Reparaturkosten/Wartungskosten reduzierbar sind. Außerdem kann dadurch der Bremskomfort des Fahrers frühzeitiger wiederhergestellt werden und der Fahrer besser vor riskanten Situationen geschützt werden. Wie anhand der weiteren Beschreibung auch deutlich wird, kann der Verfahrensschritt S4 mit einem relativ geringen Aufwand ausgeführt werden, um auf diese Weise mittels einer „Überwachung“ des Bremssystems einen evtl. Mangel in seinem Wartungszustand automatisch zu erkennen.
Beispielsweise kann in einem Teilschritt S4a des Verfahrensschritts S4 gezielt untersucht werden, ob zumindest eine vorgegebene Grenzmenge an Luft in der Bremsflüssigkeit des Bremssystems vorliegt, bei welcher mit einem abweichenden Verhalten des Bremssystems gegenüber einem vorgegebenen Soll-Verhalten zu rechnen ist. Zum Ausführen des Teilschritts S4a kann ein Speicher verwendet werden, auf welchem ein (im Weiteren erklärter) Druck-Schwellwert, ein Elastizitäts-Normalwertebereich und/oder ein Steifigkeits-Normalwertebereich hinterlegt/abgespeichert sind. Unter dem Elastizitäts-Normalwertebereich und/oder Steifigkeits-Normalwertebereich sind Normalwerte für die Elastizität E und/oder Steifigkeit Σ zu verstehen, bei welchen keine/kaum Luft in der Bremsflüssigkeit des Bremssystems vorliegt.
Liegt zumindest die vorgegebene Grenzmenge an Luft in der Bremsflüssigkeit des Bremssystems vor, so ist bei einem relativ geringen Druck p(t) in dem Bremssystem die Elastizität E des Bremssystems deutlich erhöht, bzw. die Steifigkeit Σ signifikant reduziert. Erst wenn der Druck p(t) in dem Bremssystem höhere Werte annimmt, z.B. über 20 bar liegt, werden für die Elastizität E/Steifigkeit Σ des Bremssystems wieder Normalwerte des Elastizitäts-Normalwertebereichs/ Steifigkeits-Normalwertebereichs ermittelt. In dem Teilschritt S4a kann deshalb untersucht werden, ob die mindestens eine bei einem Druck p(t) unter dem Druck-Schwellwert festgelegte Elastizität E und/oder Steifigkeit Σ von dem Elastizitäts-Normalwertebereich und/oder Steifigkeits-Normalwertebereich abweicht, jedoch die mindestens eine bei einem Druck über dem Druck-Schwellwert festgelegte Elastizität E und/oder Steifigkeit Σ in dem Elastizitäts-Normalwertebereich und/oder Steifigkeits-Normalwertebereich liegt. Der Druck-Schwellwert kann insbesondere 20 bar sein. Wird beim Ausführen des Teilschritts S4a erkannt, dass die mindestens eine bei einem Druck über dem Druck-Schwellwert festgelegte Elastizität E und/oder Steifigkeit Σ in dem Elastizitäts-Normalwertebereich und/oder Steifigkeits-Normalwertebereich liegt, obwohl die mindestens eine bei einem Druck p(t) unter dem Druck-Schwellwert festgelegte Elastizität E und/oder Steifigkeit Σ von dem Elastizitäts-Normalwertebereich und/oder Steifigkeits-Normalwertebereich abweicht, so kann als verlässliche Fehlerinformation festgelegt werden, dass zumindest die vorgegebene Grenzmenge an Luft in dem Bremssystem vorliegt. Der Teilschritt S4a ermöglicht damit eine leicht ausführbare und verlässliche Ermittlung der evtl. in dem Bremssystem vorliegenden Luft.
Der hinterlegte Druck-Schwellwert und der hinterlegte Elastizitäts-Normalwertebereich und/oder Steifigkeits-Normalwertebereich können auch für einen Teilschritt S4b des Verfahrensschritts S4 genutzt werden. Bereits bei einer beginnenden Leckage in dem Bremssystem mit noch vergleichsweise niedrigen Leckagewerten führt die Leckage zu einer Erhöhung des Volumenbedarfs des Bremssystems und damit zu einer deutlichen Erhöhung der Elastizität E des Bremssystems, bzw. zu einer signifikanten Reduzierung der Steifigkeit Σ, welche selbst bei einem relativ hohen Druck p(t) in dem Bremssystem noch deutlich erkennbar ist. In dem Teilschritt S4b kann darum untersucht werden, ob die mindestens eine bei einem Druck p(t) über dem Druck-Schwellwert festgelegte Elastizität E und/oder Steifigkeit Σ von dem Elastizitäts-Normalwertebereich und/oder Steifigkeits-Normalwertebereich abweicht. Wird bei dem Druck p(t) über dem Druck-Schwellwert ein Abweichen der mindestens einen festgelegten Elastizität E und/oder Steifigkeit Σ von dem Elastizitäts-Normalwertebereich und/oder Steifigkeits-Normalwertebereich festgestellt, so wird als die Fehlerinformation festgelegt, dass eine Leckage in dem Bremssystem vorliegt.
Bei einer vergleichsweise starken Leckage im Bremssystem, welche manchmal auch plötzlich/unerwartet auftreten kann, werden, weil eine Volumenzugabe keine Druckerhöhung mehr im Bremssystem auslöst, auch negative Werte für die Elastizität E und/oder Steifigkeit Σ ermittelt. In diesem Fall kann untersucht/abgefragt werden, ob der mindestens eine negative Wert für die Elastizität E und/oder Steifigkeit Σ auf eine Aktivität der ESP-Hydraulik, wie beispielsweise ein Saugen einer Pumpe des Bremssystems oder ein Schalten mindestens eines Radauslassventils des Bremssystems zwischen seinem offenen Zustand und seinem geschlossenen Zustand, zurückzuführen ist. Wurde zum Zeitpunkt des Ermittelns des mindestens einen negativen Werts für die Elastizität E und/oder Steifigkeit Σ keine derartige Aktivität von der ESP-Hydraulik ausgeführt, so kann verlässlich auf eine Leckage in dem Bremssystem rückgeschlossen werden.
Im Unterschied zu den vorausgehend beschriebenen Fehlerzuständen nimmt ein Verschleiß des mindestens einen Bremsbelags des Bremssystems über einen längeren Zeitraum stetig zu. Erkennbar ist ein Verschleiß des mindestens einen Bremsbelags des Bremssystems deshalb an einer stetigen Abnahme der Elastizität E und/oder an einer stetigen Zunahme der Steifigkeit Σ. Als Teilschritt S4c des Verfahrensschritts S4 kann deshalb unter Auswertung der Elastizität E und/oder Steifigkeit Σ des Bremssystems anhand einer über einen längeren Zeitraum auftretenden stetigen Abnahme der Elastizität E und/oder stetigen Zunahme der Steifigkeit Σ verlässlich erkannt werden, dass der Verschleiß an dem mindestens einen Bremsbelag des Bremssystems zumindest einem Grenz-Verschleißungsgrad entspricht, bei welchem mit hoher Wahrscheinlichkeit mit einem abweichenden Verhalten des Bremssystems gegenüber dem vorgegebenen Soll-Verhalten zu rechnen ist. Bevorzugter Weise wird in dem Teilschritt S4c untersucht, ob eine Abweichung einer neu-festgelegten Elastizität E und/oder Steifigkeit Σ von dem Elastizitäts-Normalwertebereich und/oder Steifigkeits-Normalwertebereich größer ist als die mindestens eine zuvor auf dem Speicher abgespeicherte Abweichung. Insbesondere kann in dem Teilschritt S4c ermittelt werden, ob eine evtl. Zunahme der zeitlich nacheinander abgespeicherten Abweichungen stetig ist. Vor allem unter definierten Randbedingungen, wie z.B. Einhaltung eines vorgegebenen Bereichs für den Druck p(t), eine Temperatur und/oder eine Betätigungsgeschwindigkeit des Bremsbetätigungselements, kann anhand einer steigen Zunahme der zeitlich nacheinander abgespeicherten Abweichungen ein signifikanter Verschleiß des mindestens einen Bremsbelags des Bremssystems verlässlich erkannt werden. Sofern zumindest die Abweichung der neu-festgelegten Elastizität E und/oder Steifigkeit Σ von dem Elastizitäts-Normalwertebereich und/oder Steifigkeits-Normalwertebereich größer ist als die mindestens eine zuvor auf dem Speicher abgespeicherte Abweichung, wird in dem Teilschritt S4c als die Fehlerinformation festgelegt, dass der aktuelle Verschleißungsgrad des möglicherweise vorliegenden Verschleißes des mindestens einen Bremsbelags des Bremssystems zumindest den vorgegebenen Grenz-Verschleißungsgrad übersteigt.
Als optionale Weiterbildung kann das Verfahren auch noch einen Verfahrensschritt S5 aufweisen, in welchem zumindest eine Soll-Größe bezüglich eines Soll-Betriebsmodus des Elektromotors der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung unter Berücksichtigung mindestens einer Vorgabe-Größe bezüglich einer von einem Fahrer oder einer Geschwindigkeitsautomatik des Fahrzeugs angeforderten Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Fahrzeugverzögerung und unter zusätzlicher Berücksichtigung der festgelegten Elastizität E und/oder Steifigkeit Σ des Bremssystems festgelegt wird. Unter der Geschwindigkeitsautomatik kann beispielsweise ein Abstandsregeltempomat, eine Automatik zum autonomen Fahren des Fahrzeugs und/oder ein Notbremssystem verstanden werden. Anschließend kann der Elektromotor der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung durch Ausgeben des mindestens einen Motorsteuersignals an den Elektromotor unter Berücksichtigung zumindest der festgelegten Soll-Größe angesteuert werden. Das hier beschriebene Verfahren realisiert somit (als Nebenprodukt) auch eine verbesserte Ansteuerung des Elektromotors durch Mitberücksichtigung der Elastizität E und/oder Steifigkeit Σ des Bremssystems. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass der Verfahrensschritt S5 lediglich optional ist.
2A und 2B zeigen schematische Teildarstellungen einer Ausführungsform der Vorrichtung zur Fehlerdetektion, bzw. eines damit und mit einer motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung ausgestatteten Bremssystems eines Fahrzeugs.
Das in 2A und 2B schematisch teilweise wiedergegebene Bremssystem weist zumindest eine Vorrichtung 10 zur Fehlerdetektion und eine motorisierte Kolben-Zylinder-Vorrichtung 12 mit einem Elektromotor 14 auf. Mindestens ein Kolben der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung 12 ist mittels eines Betriebs ihres Elektromotors 14 derart linear verstellbar, dass Bremsflüssigkeit zwischen der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung 12 und einem Restvolumen des Bremssystems verschiebbar ist.
Lediglich beispielhaft sind in 2A und 2B noch als zusätzliche Komponenten des Bremssystems ein Hauptbremszylinder 16 mit einem vorgelagerten Bremsbetätigungselement/Bremspedal 18, ein Bremsflüssigkeitsreservoir 20, ein erstes Trennventil 22a zum Anbinden oder Abkoppeln einer ersten Kammer des Hauptbremszylinders 16 an einen ersten Bremskreis 23a des Bremssystems, ein zweites Trennventil 22b zum Anbinden oder Abkoppeln einer zweiten Kammer des Hauptbremszylinders 16 an einen zweiten Bremskreis 23b des Bremssystems, ein drittes Trennventil 24a zum Anbinden oder Abkoppeln der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung 12 an den ersten Bremskreis 23a, ein viertes Trennventil 24b zum Anbinden oder Abkoppeln der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung 12 an den zweiten Bremskreis 23b, ein fünftes Trennventil 26 zum Anbinden der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung 12 an das Bremsflüssigkeitsreservoir 20 und ein Simulator-Trennventil 28 zum Anbinden oder Abkoppeln eines Simulators 30 an die erste Kammer des Hauptbremszylinders 16 dargestellt. Jeder der zwei Bremskreise 23a und 23b des Bremssystems kann jeweils zwei Radbremszylinder 32a bis 32d aufweisen. Optionaler Weise kann mindestens einer der zwei Bremskreise noch mit einem Hochdruckschaltventil 34a und 34b, einem Umschaltventil 36a und 36b, mindestens einem Radeinlassventil 38a bis 38d, mindestens einem Radauslassventil 40a bis 40d, einer seinem mindestens einen Radauslassventil 40a bis 40d nachgeordneten Speicherkammer 42a und 42b und/oder einer Rückförderpumpe 44a und 44b ausgebildet sein. Des Weiteren kann das Bremssystem mit einem an dem Hauptbremszylinder 16 angebundenen Vordrucksensor 46, mit einem an der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung 12 angebundenen Bremsdrucksensor 48 und/oder mit einem in einem der Bremskreise 23a und 23b angeordneten Kreisdrucksensor 50 ausgestattet sein.
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die in 2A und 2B dargestellten Komponenten des Bremssystems nur beispielhaft zu interpretieren sind. Eine Verwendbarkeit der im Weiteren beschriebenen Vorrichtung 10 ist nicht auf ein derartiges Bremssystem oder auf einen speziellen Fahrzeugtyp/Kraftfahrzeugtyp des mit dem jeweiligen Bremssystem ausgestatteten Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs beschränkt.
Die Vorrichtung 10 weist eine Elektronikeinrichtung 52 auf, welche dazu ausgelegt und/oder programmiert ist, ein durch einen Betrieb des Elektromotors 14 verschobenes Bremsflüssigkeitsvolumen ΔV zwischen der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung 12 und zumindest einem an der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung 12 angrenzenden Teil des Bremssystems zu schätzen oder auszulesen. Dies geschieht anhand mindestens eines von der Elektronikeinrichtung 52 an den Elektromotor 14 der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung 12 ausgegebenen Motorsteuersignals 54 und/oder mindestens eines an die Elektronikeinrichtung 52 bereitgestellten ersten Sensorsignals 56. Zusätzlich ist die Elektronikeinrichtung 52 dazu ausgelegt/programmiert, eine aufgrund des verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens ΔV zumindest in dem an der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung 12 angrenzenden Teil des Bremssystems auftretende Druckänderung Δp zu schätzen oder auszulesen. Zum Schätzen oder Auslesen der Druckänderung Δp kann die Elektronikeinrichtung 52 mindestens ein an die Elektronikeinrichtung 52 bereitgestelltes zweites Sensorsignals 58 nutzen.
Das mindestens eine zweite Sensorsignal 58 kann z.B. von dem an der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung 12 angebundenen Bremsdrucksensor 48 an die Elektronikeinrichtung 52 ausgegeben sein. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform ist die Elektronikeinrichtung 52 außerdem dazu ausgelegt und/oder programmiert, einen Verstellweg des mindestens einen mittels des angesteuerten Elektromotors 14 verstellten Kolbens der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung 12 aus seiner jeweiligen Ausgangsstellung aus dem mindestens einen an die Elektronikeinrichtung 52 bereitgestellten ersten Sensorsignal 56 auszulesen oder zu schätzen, und anschließend das mittels des mindestens einen verstellbaren Kolbens zwischen der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung 12 und zumindest dem an der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung 12 angrenzenden Teil des Bremssystems verschobene Bremsflüssigkeitsvolumen ΔV anhand des Verstellwegs des mindestens einen verstellten Kolbens zu schätzen. Das mindestens eine erste Sensorsignal 56 kann insbesondere von einem Drehwinkelsensor 60 des Elektromotors 14 an die Elektronikeinrichtung 52 ausgegeben sein. Der Drehwinkelsensor 60 kann einen aktuellen Winkel eines Rotors des Elektromotors 14 als das mindestens eine erste Sensorsignal 56 ausgeben, welcher anschließend unter Kenntnis von Getriebeeigenschafften der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung 12in den Verstellweg umgerechnet werden kann, wodurch das verschobene Bremsflüssigkeitsvolumen ΔV herleitbar ist.
Die Elektronikeinrichtung 52 ist zusätzlich dazu ausgelegt und/oder programmiert, eine Elastizität E des Bremssystems und/oder eine Steifigkeit Σ des Bremssystems zumindest unter Berücksichtigung des geschätzten oder ausgelesenen verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens ΔV und der geschätzten oder ausgelesenen Druckänderung Δp festzulegen. Dies kann insbesondere mittels mindestens einer der oben angegebenen Gleichungen erfolgen. Selbst wenn das Bremssystem aufgrund seiner Herstellung in Großserie, seiner Alterung oder seiner Änderung durch Umgebungsbedingungen eine „ungewöhnliche“ Elastizität E oder Steifigkeit Σ aufweist, können die jeweiligen Werte mittels der Vorrichtung 10 verlässlich bestimmt werden.
Wie oben bereits erklärt ist, sind die Elastizität E und die Steifigkeit Σ des Bremssystems abhängig von Eigenschaften seiner Bremsflüssigkeit, einem evtl. Verschleiß seines mindestens einen Bremsbelags und einer evtl. Leckage in dem Bremssystem. Die Elektronikeinrichtung 52 ist darum auch dazu ausgelegt und/oder programmiert, unter Berücksichtigung der festgelegten Elastizität E und/oder Steifigkeit Σ eine Fehlerinformation I bezüglich einer möglicherweise in dem Bremssystem vorliegenden Luft, einer möglicherweise in dem Bremssystem vorliegenden Leckage und/oder eines möglicherweise vorliegenden Verschleißes seines mindestens einem Bremsbelags festzulegen. Möglichkeiten zum klaren Nachweisen von evtl. in dem Bremssystem vorliegender Luft, einer evtl. Leckage und des evtl. Verschleißes des mindestens einem Bremsbelags sind oben schon erläutert. Die Fehlerinformation I kann anschließend an mindestens eine Warnlichteinrichtung des Fahrzeugs, mindestens eine Bildanzeigeeinrichtung des Fahrzeugs und/oder mindestens eine Tonausgabeeinrichtung des Fahrzeugs ausgegeben werden, so dass ein Fahrer des Fahrzeugs mittels eines Lichtsignals der mindestens einen Warnlichteinrichtung, mittels einer Bildanzeige der mindestens einen Bildanzeigeeinrichtung und/oder mittels eines Tonsignals der mindestens einen Tonausgabeeinrichtung über den an seinem Fahrzeug vorliegenden Fehler informiert werden kann. Alternativ oder ergänzend kann die Fehlerinformation I auch an eine Werkstatt gesendet werden. Evtl. kann mittels der Fehlerinformation I auch Entlüftungsprogramm des Bremssystems automatisch gestartet werden.
Die Elektronikeinrichtung 52 kann dazu ausgelegt und/oder programmiert sein, zumindest einige der oben erläuterten Verfahrensschritte auszuführen. Als nicht bildlich wiedergegebene Weiterbildung kann die Vorrichtung 10 noch eine erste Tiefpassfiltereinrichtung und/oder eine zweite Tiefpassfiltereinrichtung aufweisen, und die Elektronikeinrichtung 52 kann dazu ausgelegt und/oder programmiert sein, die Elastizität E des Bremssystems und/oder die Steifigkeit Σ des Bremssystems zumindest unter Berücksichtigung des ungefilterten oder mittels der ersten Tiefpassfiltereinrichtung gefilterten verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens ΔV und der ungefilterten oder mittels der zweiten Tiefpassfiltereinrichtung gefilterten Druckänderung Δp festzulegen. Ebenso kann die Elektronikeinrichtung 52 noch dazu ausgelegt und/oder programmiert sein, ein in der mindestens einen Speicherkammer 42a und 42b des Bremssystems zwischengespeichertes Speichervolumen V_acc, ein mittels einer Betätigung des Bremsbetätigungselements 18 des Bremssystems verschobenes Differenzvolumen V_diff in oder aus zumindest dem an der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung 12 angrenzenden Teil des Bremssystems und/oder ein Totvolumen Vo des Bremssystems bei der Festlegung der Elastizität E und/oder der Steifigkeit Σ des Bremssystems mit zu berücksichtigen. Zum Detektieren des Differenzvolumens V_diff kann die Elektronikeinrichtung 52 beispielsweise dazu ausgelegt/programmiert sein, mindestens ein Signal 62 eines Stangenwegsensors 64 und/oder eines Differenzwegsensors auszuwerten.
Als vorteilhafte Weiterbildung kann die Elektronikeinrichtung 52 zusätzlich dazu ausgelegt/programmiert sein, zumindest eine Soll-Größe bezüglich eines Soll-Betriebsmodus des Elektromotors 14 der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung unter Berücksichtigung mindestens einer Vorgabe-Größe bezüglich einer von einem Fahrer oder einer Geschwindigkeitsautomatik des Fahrzeugs angeforderten Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Fahrzeugverzögerung und unter zusätzlicher Berücksichtigung der festgelegten Elastizität E und/oder Steifigkeit Σ des Bremssystems festzulegen. Die mindestens eine Vorgabe-Größe kann beispielsweise auch aus dem Signal 62 des Stangenwegsensors 64 und/oder des Differenzwegsensors ausgelesen sein. Die Elektronikeinrichtung 52 gibt dann das mindestens eine Motorsteuersignal 54 unter Berücksichtigung zumindest der festgelegten Soll-Größe an den Elektromotor 14 aus. Die Vorrichtung 10 kann somit optionaler Weise auch zu aktiven oder autonomen Druckmodulationen verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017212360 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung (10) zur Fehlerdetektion für ein mit einer motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung (12) ausgestattetes Bremssystem eines Fahrzeugs mit: einer Elektronikeinrichtung (52), welche dazu ausgelegt und/oder programmiert ist, anhand mindestens eines von der Elektronikeinrichtung (52) an einen Elektromotor (14) der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung (12) ausgegebenen Motorsteuersignals (54) und/oder mindestens eines an die Elektronikeinrichtung (52) bereitgestellten ersten Sensorsignals (56) ein durch einen Betrieb des Elektromotors (14) mittels mindestens eines verstellbaren Kolbens der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung (12) verschobenes Bremsflüssigkeitsvolumen (ΔV) zwischen der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung (12) und zumindest einem an der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung (12) angrenzenden Teil des Bremssystems zu schätzen oder auszulesen und anhand mindestens eines an die Elektronikeinrichtung (52) bereitgestellten zweiten Sensorsignals (58) eine aufgrund des verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens (ΔV) zumindest in dem an der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung (12) angrenzenden Teil des Bremssystems auftretende Druckänderung (Δp) zu schätzen oder auszulesen; dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinrichtung (52) zusätzlich dazu ausgelegt und/oder programmiert ist, eine Elastizität (E) des Bremssystems und/oder eine Steifigkeit (Σ) des Bremssystems zumindest unter Berücksichtigung des geschätzten oder ausgelesenen verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens (ΔV) und der geschätzten oder ausgelesenen Druckänderung (Δp) festzulegen, und unter Berücksichtigung der festgelegten Elastizität (E) und/oder Steifigkeit (Σ) eine Fehlerinformation (I) bezüglich einer möglicherweise in dem Bremssystem vorliegenden Luft, einer möglicherweise in dem Bremssystem vorliegenden Leckage und/oder eines möglicherweise vorliegenden Verschleißes mindestens eines Bremsbelags des Bremssystems festzulegen.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Elektronikeinrichtung (52) einen Speicher mit einem auf dem Speicher hinterlegten Druck-Schwellwert, einem auf dem Speicher hinterlegten Elastizitäts-Normalwertebereich und/oder einem auf dem Speicher hinterlegten Steifigkeits-Normalwertebereich aufweist und dazu ausgelegt und/oder programmiert ist, anhand des mindestens einen zweiten Sensorsignals (58) einen Druck (p) in dem Bremssystem zu schätzen oder auszulesen, und wobei, sofern die mindestens eine bei einem Druck (p) unter dem Druck-Schwellwert festgelegte Elastizität (E) und/oder Steifigkeit (Σ) von dem Elastizitäts-Normalwertebereich und/oder Steifigkeits-Normalwertebereich abweicht und die mindestens eine bei einem Druck (p) über dem Druck-Schwellwert festgelegte Elastizität (E) und/oder Steifigkeit (Σ) in dem Elastizitäts-Normalwertebereich und/oder Steifigkeits-Normalwertebereich liegt, die Elektronikeinrichtung (52) dazu ausgelegt und/oder programmiert ist, als die Fehlerinformation (I) festzulegen, dass zumindest eine vorgegebene Grenzmenge an Luft in dem Bremssystem vorliegt.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Elektronikeinrichtung (52) den Speicher mit dem hinterlegten Druck-Schwellwert, dem hinterlegten Elastizitäts-Normalwertebereich und/oder dem hinterlegten Steifigkeits-Normalwertebereich aufweist und dazu ausgelegt und/oder programmiert ist, anhand des mindestens einen zweiten Sensorsignals (58) den Druck (p) in dem Bremssystem zu schätzen oder auszulesen, und wobei, sofern die mindestens eine bei einem Druck (p) über dem Druck-Schwellwert festgelegte Elastizität (E) und/oder Steifigkeit (Σ) von dem Elastizitäts-Normalwertebereich und/oder Steifigkeits-Normalwertebereich abweicht, die Elektronikeinrichtung (52) dazu ausgelegt und/oder programmiert ist, als die Fehlerinformation (I) festzulegen, dass eine Leckage in dem Bremssystem vorliegt.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Elektronikeinrichtung (52) den Speicher mit dem hinterlegten Elastizitäts-Normalwertebereich und/oder dem hinterlegten Steifigkeits-Normalwertebereich aufweist und dazu ausgelegt und/oder programmiert ist, mindestens eine von der Elektronikeinrichtung (52) ermittelte Abweichung der festgelegten Elastizität (E) und/oder Steifigkeit (Σ) von dem Elastizitäts-Normalwertebereich und/oder Steifigkeits-Normalwertebereich auf dem Speicher abzuspeichern, und wobei, sofern eine Abweichung einer neu-festgelegten Elastizität (E) und/oder Steifigkeit (Σ) von dem Elastizitäts-Normalwertebereich und/oder Steifigkeits-Normalwertebereich größer ist als die mindestens eine zuvor auf dem Speicher abgespeicherte Abweichung, die Elektronikeinrichtung (52) dazu ausgelegt und/oder programmiert ist, als die Fehlerinformation (I) festzulegen, dass der aktuelle Verschleißungsgrad des möglicherweise vorliegenden Verschleißes des mindestens einen Bremsbelags des Bremssystems zumindest einen vorgegebenen Grenz-Verschleißungsgrad übersteigt.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung eine erste Tiefpassfiltereinrichtung und/oder eine zweite Tiefpassfiltereinrichtung aufweist, und die Elektronikeinrichtung (52) dazu ausgelegt und/oder programmiert ist, die Elastizität (E) des Bremssystems und/oder die Steifigkeit (Σ) des Bremssystems zumindest unter Berücksichtigung des ungefilterten oder mittels der ersten Tiefpassfiltereinrichtung gefilterten verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens (ΔV) und der ungefilterten oder mittels der zweiten Tiefpassfiltereinrichtung gefilterten Druckänderung (Δp) festzulegen.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Elektronikeinrichtung (52) zusätzlich dazu ausgelegt und/oder programmiert ist, anhand des mindestens einen Motorsteuersignals (54) und/oder des mindestens einen ersten Sensorsignals (56) einen Verstellweg des mindestens einen durch Betrieb des Elektromotors (14) verstellten Kolbens der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung (12) aus seiner jeweiligen Ausgangsstellung zu schätzen oder auszulesen, und das mittels des mindestens einen verstellbaren Kolbens zwischen der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung (12) und zumindest dem an der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung (12) angrenzenden Teil des Bremssystems verschobene Bremsflüssigkeitsvolumen (ΔV) anhand des geschätzten oder ausgelesenen Verstellwegs des mindestens einen verstellten Kolbens zu schätzen.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Elektronikeinrichtung (52) zusätzlich dazu ausgelegt und/oder programmiert ist, anhand mindestens eines von der Elektronikeinrichtung (52) an mindestens ein Ventil des Bremssystems ausgegebenen Ventilsteuersignals oder mindestens eines an die Elektronikeinrichtung (52) bereitgestellten dritten Sensorsignals ein in mindestens einer Speicherkammer (42a, 42b) des Bremssystems zwischengespeichertes Speichervolumen (V_acc) zu schätzen oder auszulesen, und die Elastizität (E) des Bremssystems und/oder die Steifigkeit (Σ) des Bremssystems zumindest unter Berücksichtigung des geschätzten oder ausgelesenen verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens (ΔV), der geschätzten oder ausgelesenen Druckänderung (Δp) und des geschätzten oder ausgelesenen Speichervolumens (V_acc) in der mindestens einen Speicherkammer (42a, 42b) festzulegen.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Elektronikeinrichtung (52) zusätzlich dazu ausgelegt und/oder programmiert ist, anhand mindestens eines an die Elektronikeinrichtung (52) bereitgestellten vierten Sensorsignals (62) ein mittels einer Betätigung eines Bremsbetätigungselements (18) des Bremssystems verschobenes Differenzvolumen (V_diff) in oder aus zumindest dem an der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung (12) angrenzenden Teil des Bremssystems zu schätzen oder auszulesen und die Elastizität (E) des Bremssystems und/oder die Steifigkeit (Σ) des Bremssystems zumindest unter Berücksichtigung des geschätzten oder ausgelesenen verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens (ΔV), der geschätzten oder ausgelesenen Druckänderung (Δp) und des geschätzten oder ausgelesenen Differenzvolumens (V_diff) festzulegen.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Elektronikeinrichtung (52) zusätzlich dazu ausgelegt und/oder programmiert ist, zumindest unter Berücksichtigung des geschätzten oder ausgelesenen verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens (ΔV) und der geschätzten oder ausgelesenen Druckänderung (Δp) ein Totvolumen (V₀) des Bremssystems zu schätzen, und die Elastizität (E) des Bremssystems und/oder die Steifigkeit (Σ) des Bremssystems zumindest unter Berücksichtigung des geschätzten oder ausgelesenen verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens (ΔV), der geschätzten oder ausgelesenen Druckänderung (Δp) und des geschätzten Totvolumens (V₀) festzulegen.
Bremssystem für ein Fahrzeug mit: der Vorrichtung (10) zur Fehlerdetektion nach einem der vorhergehenden Ansprüche; und der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung (12) mit dem Elektromotor (14) und dem mindestens einen durch Betrieb des Elektromotors (14) verstellbaren Kolben.
Verfahren zur Fehlerdetektion für ein mit einer motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung (12) ausgestattetes Bremssystem eines Fahrzeugs mit den Schritten: Auslesen oder Schätzen eines durch einen Betrieb eines Elektromotors (14) der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung (12) mittels mindestens eines verstellbaren Kolbens der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung (12) verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens (ΔV) zwischen der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung (12) und zumindest einem an der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung (12) angrenzenden Teil des Bremssystems anhand mindestens eines an den Elektromotor (14) ausgegebenen Motorsteuersignals (54) und/oder mindestens eines ersten Sensorsignals (56)(S1); und Auslesen oder Schätzen einer aufgrund des verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens (ΔV) zumindest in dem an der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung (12) angrenzenden Teil des Bremssystems auftretenden Druckänderung (Δp) anhand mindestens eines zweiten Sensorsignals (58)(S2); gekennzeichnet durch die Schritte: Festlegen einer Elastizität (E) des Bremssystems und/oder einer Steifigkeit (Σ) des Bremssystems zumindest unter Berücksichtigung des ermittelten oder geschätzten verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumens (ΔV) und der ermittelten oder geschätzten Druckänderung (Δp) (S3); und Festlegen einer Fehlerinformation (I) bezüglich einer möglicherweise in dem Bremssystem vorliegenden Luft, einer möglicherweise in dem Bremssystem vorliegenden Leckage und/oder eines möglicherweise vorliegenden Verschleißes mindestens eines Bremsbelags des Bremssystems unter Berücksichtigung der festgelegten Elastizität (E) und/oder Steifigkeit (Σ)(S4).