DE10216877B4

DE10216877B4 - Verfahren und Vorrichtung zum verbesserten Abgleich von Drucksensoren

Info

Publication number: DE10216877B4
Application number: DE10216877A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Kachel; Stefan Mallmann; Thomas Braun
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-04-17
Filing date: 2002-04-17
Publication date: 2011-03-10
Anticipated expiration: 2022-04-18
Also published as: FR2840868B1; GB0308727D0; FR2840868A1; DE10216877A1; GB2391277B; GB2391277A

Abstract

Verfahren zur Ermittlung eines Offsetwertes eines durch einen hydraulischen Drucksensor (500) im Bremskreis eines Kraftfahrzeugs ermittelten Drucksignals,
– bei dem zu verschiedenen Zeitpunkten Werte des Drucksignals (pe(t)) ermittelt werden,
– bei dem durch Erfülltsein wenigstens einer ersten Bedingung erste Sperrzeiträume definiert sind,
– bei dem die während der ersten Sperrzeiträume ermittelten Werte des Drucksignals (pe(t)) nicht in die Ermittlung des Offsetwertes eingehen,
dadurch gekennzeichnet,
– dass durch Erfülltsein wenigstens einer zweiten Bedingung zweite Sperrzeiträume definiert sind und
– dass die während der zweiten Sperrzeiträume ermittelten Werte des Drucksignals (pe(t)) abhängig davon in die Ermittlung des Offsetwertes eingehen, ob diese Werte einen vorhergehend ermittelten Offsetwert des Drucksignals über- oder unterschreiten.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Ermittlung eines Offsetwertes eines durch einen hydraulischen Drucksensor im Bremskreis eines Kraftfahrzeugs ermittelten Drucksignals mit den Merkmalen der Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche.
In der nicht vorveröffentlichten DE 100 65 022 wird ein Verfahren zum Abgleichen des Offset eines Druckwertes beschrieben. Dieses besteht aus den Schritten

– detektieren eines Druckwertes,
– tiefpassfiltern des Druckwertes und
– speichern des tiefpassgefilterten Druckwertes als Offsetwert.

Dabei wird der tiefpassgefilterte Druckwert als Offsetwert gespeichert, wenn zumindest die Voraussetzung vorliegt, dass ein logisches Signal einen ersten Wert hat bzw. annimmt, und ein Ersatzwert wird als Offsetwert gespeichert, wenn das logische Signal einen zweiten Wert hat bzw. annimmt.
In der JP 11-091 549 A wird bei einem Kraftfahrzeug der hydraulische Bremsdruck mittels eines Drucksensors detektiert. Der Offset des Sensors wird abhängig vom Sensorsignal bei nicht betätigter Bremse und vorgegebenen Betriebszuständen des Kraftfahrzeugs ermittelt.
Die Schrift US 4,817,022 A beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung, bei der ein Messwandler zur Erzeugung eines digitalen Signals, welches numerisch den Wert eines veränderbaren physikalischen Parameters beschreibt, eingesetzt wird.
Die Merkmale der Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche gehen aus der DE 100 65 022 hervor.
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Ermittlung des Offsetwertes eines durch einen hydraulischen Drucksensor im Bremskreis eines Kraftfahrzeugs ermittelten Drucksignals,

– bei dem zu verschiedenen Zeitpunkten Werte des Drucksignals ermittelt werden,
– bei dem durch Erfülltsein wenigstens einer ersten Bedingung erste Sperrzeiträume definiert sind und
– bei dem die während der ersten Sperrzeiträume ermittelten Werte des Drucksignals nicht in die Ermittlung des Offsetwertes eingehen.

Der Kern der Erfindung besteht darin,

– dass durch Erfülltsein wenigstens einer zweiten Bedingung zweite Sperrzeiträume definiert sind und
– dass die während der zweiten Sperrzeiträume ermittelten Werte des Drucksignals abhängig davon in die Ermittlung des Offsetwertes eingehen, ob diese Werte einen vorhergehend ermittelten Offsetwert des Drucksignals über- oder unterschreiten.

Bei den zweiten Sperrzeiträumen handelt es sich um „bedingte Sperrzeiträume”. Darunter ist zu verstehen, dass bei Vorliegen eines solchen Sperrzeitraums abhängig von Bedingungen der Wert des Drucksignals mehr oder weniger stark in die Ermittlung des Offsetwertes eingeht. Als Bedingung wird untersucht, ob der momentane Wert des Drucksignals einen vorhergehend ermittelten Offsetwert des Drucksignals über- oder unterschreitet, d. h. ob durch den Wert des Drucksignals ein Offsetabgleich nach oben (in positive Richtung bzw. zu größeren Offsetwerten hin) oder nach unten (in negative Richtung bzw. zu kleineren Offsetwerten hin) erfolgen würde. Dadurch wird vorteilhafterweise ein asymmetrischer Offsetabgleich ermöglicht, welcher gegenüber dem symmetrischen Offsetabgleich wesentlich robuster und zudem höher verfügbar ist. Außerdem werden dadurch die Zeiträume verkürzt, während derer der Offsetwert unangepasst bleibt. Der Offsetabgleich soll nur dann gesperrt werden, wenn es tatsächlich auch zu einem Fehlabgleich kommen kann.
An dieser Stelle sind die folgenden Worte zum Drucksensor notwendig: Mit dem Drucksensor werde im folgenden nicht der sich aus der Thermodynamik ergebende absolute Druck pabs gemessen, sondern es wird dieser Druck gegen den Atmosphärendruck p0 gemessen. Der Atmosphärendruck p0 beträgt ungefähr 1 bar, d. h. der Drucksensor ermittelt einen Druck pabs – p0. Im ungebremsten Zustand des Fahrzeugs (d. h. es werden keinerlei druckerhöhende Maßnahmen im Bremskreis des Fahrzeugs durchgeführt) herrscht im Bremskreis in der Bremsflüssigkeit ebenfalls der Atmosphärendruck (von winzigen Korrekturen durch z. B. hydrostatische Effekte abgesehen). Dies ist dadurch bedingt, dass die Bremsflüssigkeit über eine nach außen freie Oberfläche verfügt. Das bedeutet, dass ein korrekt funktionierender Drucksensor im Idealfall in einem Bremskreis, in dem keinerlei druckerhöhende Maßnahmen durchgeführt werden, einen Druck Null ermittelt. Im folgenden ist deshalb unter dem Begriff „Druck” stets der um den Atmosphärendruck reduzierte Druck gemeint. Der Atmosphärendruck ist ein sehr geringer Druck (Größenordnung 1 bar), welcher zudem gegenüber dem bei einer Bremsung anliegenden Druck (schwache Bremsung: Größenordnung 20 bar, starke Bremsung: Größenordnung 200 bar) vernachlässigt werden kann. Selbstverständlich ist die Erfindung genauso für einen Drucksensor anwendbar, mit dem der absolute Druck pabs gemessen wird. In diesem Fall müssen alle Druckwerte um den Atmosphärendruck (ca. 1 bar) korrigiert werden.
Der Begriff des „Offsetwertes” wird in dieser Anmeldung, auch in den Ansprüchen, in einem weiten Sinne verwendet. Unter dem Begriff „Offsetwert” ist derjenige Wert gemeint, welcher vom Drucksensor ermittelt wird, wenn im Bremskreis keinerlei druckerhöhende Maßnahmen durchgeführt werden (d. h. der Bremskreis befindet sich im Grundzustand).
Insbesondere ist eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen während der zweiten Sperrzeiträume ermittelten Werte des Drucksignals, welche einen vorhergehend ermittelten Offsetwert des Drucksignals unterschreiten, in die Ermittlung des Offsetwertes eingehen. Das hängt damit zusammen, dass es eine Reihe von Fällen gibt, in denen der Verzicht auf eine Korrektur des Offsetwertes in negative Richtung physikalisch unsinnig ist. Deshalb ist die Menge derjenigen Betriebszustände, in denen eine Korrektur des Offsetwertes in negative Richtung erlaubt ist, größer als die Menge der Betriebszustände, in denen eine Korrektur des Offsetwertes in positive Richtung erlaubt ist. Beim Offsetwert des Drucks handelt es sich um den ermittelten Druckwert im Bremskreis des Kraftfahrzeugs, wenn kein Bremsvorgang vorliegt und keine druckerhöhenden Maßnahmen im Bremskreis durchgeführt wurden. Bei einem ideal funktionierenden Sensor ist der Offsetwert Null (sofern der Drucksensor die Druckdifferenz gegenüber dem Atmosphärendruck erfasst). Ist der Wert des ermittelten Drucksignals kleiner als der aktuell gültige Offsetwert, dann liegt formal ein negativer Druck (oder ein Unterdruck, d. h. ein Druck kleiner als der Atmosphärendruck) vor. Da ein negativer Druck physikalisch unmöglich ist, kann daraus geschlossen werden, dass der Offsetwert zu groß war. Deshalb ist in vielen Fällen eine Korrektur des Offsetwerts zu kleineren Werten hin möglich. Dies bedeutet eine Aufspaltung der Zulassungsbedingungen für den Druckabgleich in

– Zulassungsbedingungen für den Abgleich in positive Richtung und
– Zulassungsbedingungen für den Abgleich in negative Richtung.

Der Abgleich in negative Richtung soll in manchen Fällen erlaubt sein, bei denen kein Abgleich in positive Richtung erlaubt ist. Damit ist eine höhere Verfügbarkeit des Offsetabgleichs gewährleistet.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen während der zweiten Sperrzeiträume ermittelten Werte des Drucksignals, welche einen vorhergehend ermittelten Offsetwert des Drucksignals überschreiten, in gewichteter Form in die Ermittlung des Offsetwertes eingehen. Dadurch wird die Möglichkeit einer vorsichtigen Anpassung des Offsetwertes ermöglicht, was zu einer höheren Stabilität und Robustheit des Verfahrens führt.
Besonders vorteilhaft ist hierbei, wenn die Gewichtung darin besteht, dass die Abweichung des Wertes des Drucksignals von einem vorhergehend ermittelten Offsetwert mit einem Gewichtungsfaktor multipliziert wird, wobei der Gewichtungsfaktor Werte aus einem beschränkten Wertebereich annehmen kann. Dies ermöglicht eine quantitative Erfassung des Erfindungsgedankens und ermöglicht eine unkomplizierte rechnergestützte Umsetzung.
Es ist von Vorteil, wenn der Gewichtungsfaktor dann seinen Minimalwert annimmt, wenn starke Indizien auf eine vorliegende Druckerhöhung im Bremskreis oder auf einen Selbsttest des Drucksensors hindeuten. Das ist dadurch bedingt, dass bei einem erhöhten Druck im Bremskreis ein Offsetabgleich in positive Richtung nicht erlaubt ist. Ein Abgleich in negativer Richtung kann dennoch erlaubt sein.
Vorteilhafterweise deuten dann starke Indizien auf eine vorliegende Druckerhöhung im Bremskreis hin, wenn

– die Bremslampen des Kraftfahrzeugs sich im eingeschalteten Zustand befinden oder
– wenn eine im Bremskreis befindliche Pumpe arbeitet oder sich im Nachlauf befindet.

Bei der Feststellung des Zustandes der Bremslampen kann auf am Fahrzeug ohnehin vorhandene Systeme (Bremslampenansteuerung) zurückgegriffen werden. Damit ist eine relativ unaufwendige Realisierung dieser Funktionalität möglich. Es ist auch möglich, diese Funktionalität zu verallgemeinern und die Feststellung eines Bremsvorgangs aus dem Status eines einen Bremsvorgang anzeigenden Systems (also nicht nur über die Bremslampen) abzuleiten. Auch die Ermittlung des Betriebes einer Pumpe oder von deren Nachlauf ist unaufwendig zu erfassen. Dies kann beispielsweise über eine Abfrage des elektrischen Pumpenstromes erfolgen, der Nachlauf kann beispielsweise über ein einfaches Zeitglied nach dem Abklingen des Pumpenstroms berücksichtigt werden. Der Zustand des Selbsttests des Drucksensors steht als einfache Information in einem Bremsregelsystem zur Verfügung.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet

– dass der Gewichtungsfaktor wenigstens drei unterschiedliche Werte annehmen kann und
– dass der Gewichtungsfaktor von einer die Fahrdynamik beschreibenden Größe abhängt

Starke Indizien, die auf eine vorliegende Druckerhöhung im Bremskreis hindeuten, liegen vorteilhafterweise nicht vor, wenn

– die Bremslampen des Kraftfahrzeugs sich im ausgeschalteten Zustand befinden und
– wenn keine der im Bremskreis befindlichen Pumpen arbeitet oder sich im Nachlauf befindet.

Beim Selbsttest des Drucksensors liegt keine physikalisch reale Druckerhöhung im Bremskreis vor, der Selbsttest führt lediglich zu einer Ausgangsspannung am Drucksensor, welche einem erhöhten Druck entspricht.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der die Fahrdynamik beeinflussende Größe um die Fahrzeuglängsbeschleunigung handelt. Dies ist dadurch begründet, dass ein Bremsvorgang direkte Auswirkungen auf die Fahrzeuglängsbeschleunigung hat.
Es ist von Vorteil, dass bei Feststellung eines Bremsvorgangs des Kraftfahrzeugs (z. B. durch eingeschaltete Bremslampen) die beiden möglichen Werte des Gewichtungsfaktors so gewählt sind, dass

– eine Verringerung des aktuell gültigen Offsetwertes erlaubt ist, aber
– keine Erhöhung des aktuell gültigen Offsetwertes erlaubt ist.

Außerdem ist es von Vorteil, dass dann, wenn kein Bremsvorgang des Kraftfahrzeugs festgestellt wird, in die Ermittlung des Gewichtungsfaktors die Fahrzeuglängsbeschleunigung eingeht. Die Betrachtung der Fahrzeuglängsbeschleunigung ist deshalb sinnvoll, da sich ein Bremsvorgang auf diese Größe direkt auswirkt.
Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Ermittlung des Offsetwertes eines durch einen hydraulischen Drucksensor im Bremskreis eines Kraftfahrzeugs ermittelten Drucksignals ist folgendermaßen aufgebaut:
Die Vorrichtung enthält

– einen Drucksensor, mit dem zu verschiedenen Zeitpunkten Werte des Drucksignals ermittelt werden sowie
– erste Sperrmittel, durch welche bei Erfülltsein wenigstens einer ersten Bedingung erste Sperrzeiträume definiert sind und durch welche die während der ersten Sperrzeiträume ermittelten Werte des Drucksignals nicht in die Ermittlung des Offsetwertes eingehen.

Der Kern dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass

– die Vorrichtung zweite Sperrmittel enthält, durch welche bei Erfülltsein wenigstens einer zweiten Bedingung zweite Sperrzeiträume definiert sind und durch welche die während der zweiten Sperrzeiträume ermittelten Werte des Drucksignals abhängig davon in die Ermittlung des Offsetwertes eingehen, ob diese Werte einen vorhergehend ermittelten Offsetwert des Drucksignals über- oder unterschreiten.

Vorteilhafterweise liegt ein erster Sperrzeitraum dann vor, wenn

– über die Spannungsversorgung eine zu geringe elektrische Spannung an der Vorrichtung anliegt oder
– die Vorrichtung in einen passiven Betriebszustand geschaltet ist oder
– ein Signalfehler innerhalb der Vorrichtung detektiert wird.

In allen diesen Fällen ist ein sicherer Offsetabgleich nicht gewährleistet und wird deshalb unterdrückt.
Vorteilhafterweise liegt ein zweiter Sperrzeitraum dann vor, wenn

– über die Spannungsversorgung keine zu geringe elektrische Spannung an der Vorrichtung anliegt und
– die Vorrichtung nicht in einen passiven Betriebszustand geschaltet ist und
– kein Signalfehler innerhalb der Vorrichtung detektiert wird.

Durch Vergleich der Bedingungen für das Vorliegen der ersten Sperrzeiträume und der zweiten Sperrzeiträume wird bei dieser Ausprägung der Erfindung ersichtlich, dass zu jedem Zeitpunkt entweder ein erster Sperrzeitraum oder ein zweiter Sperrzeitraum vorliegt. Es soll betont werden, dass der Erfindungsgedanke selbstverständlich weiter reicht und dass selbstverständlich auch Zeitpunkte vorliegen können, welche weder als erster Sperrzeitraum noch als zweiter Sperrzeitraum einzuordnen sind.
Sind diese Bedingungen erfüllt, dann ist ein Offsetabgleich wenigstens in eine Richtung möglich und vorteilhaft.
Die Zeichnung besteht aus den 1 bis 6.
In 1 ist der für das Ausführungsbeispiel wesentliche Tiefpass mitsamt seinen Eingangs- und Ausgangssignalen dargestellt.
In 2 sind beispielhafte Druckverläufe dargestellt.
In 3 ist der Zusammenhang zwischen der Bremswahrscheinlichkeit und einer korrigierten Fahrzeuglängsbeschleunigung für den Fall dargestellt, dass keine Informationen eines Motorsteuergerätes vorliegen.
In 4a ist der Zusammenhang zwischen dem angeforderten Motormoment und einer korrigierten Fahrzeuglängsbeschleunigung für den Fall dargestellt, dass Informationen eines Motorsteuergerätes vorliegen.
In 4b ist der Zusammenhang zwischen der Bremswahrscheinlichkeit und einer korrigierten Fahrzeuglängsbeschleunigung für den Fall dargestellt, dass Informationen eines Motorsteuergerätes vorliegen.
In 5 ist eine Vorrichtung zur Ermittlung des Offsetwertes dargestellt.
In 6a sind in Matrixdarstellung die verschiedenen Fälle des Drucksensorabgleichs aus dem Stand der Technik dargestellt.
In 6b sind in Matrixdarstellung die verschiedenen Fälle des Drucksensorabgleichs mit der vorliegenden Erfindung dar gestellt.
In 1 ist ein Tiefpass 100 mit seinem Eingangssignal pe(t) und seinem Ausgangssignal pa(t) dargestellt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist die Quelle der Eingangssignale pe(t) und die Senke der Ausgangssignale pa(t) nicht eingezeichnet. Dabei kennzeichnet t die Zeitabhängigkeit, das Eingangssignal pe(t) ist der von einem Drucksensor ermittelte Druckverlauf, pa(t) kennzeichnet den mit dem Tiefpass gefilterten Druckverlauf. Der Tiefpass spielt dabei die Rolle eines Mittelwertbilders, d. h.
Dabei ist t der aktuelle Zeitpunkt. t1 spielt die Rolle der Integrationsvariablen, d. h. in die Ermittlung des zum aktuellen Zeitpunktes vorliegenden Mittelwerts pa(t) gehen die Eingangssignale vom um den Zeitraum T zurückliegenden Zeitpunkt t – T bis zum aktuellen Zeitpunkt t ein. w(t) ist eine Gewichtungsfunktion. Diese Gewichtungsfunktion kann so gewählt werden, dass zeitlich weiter zurückliegende Signalwerte pe(t) mit geringerem Gewicht als zeitlich jüngere Signalwerte in die Mittelwertbildung eingehen.
Im folgenden handle es sich bei dem Signal pe(t) um ein von einem Drucksensor geliefertes, den Druck beschreibendes Signal.
An dieser Stelle sind die folgenden Worte zum Drucksensor notwendig: Mit dem Drucksensor werde im folgenden nicht der sich aus der Thermodynamik ergebende reale Druck pabs gemessen, sondern es wird dieser Druck gegen den Atmosphärendruck p0 gemessen. Der Atmosphärendruck beträgt ungefähr 1 bar, d. h. der Drucksensor ermittelt einen Druck pabs – p0.
Im ungebremsten Zustand des Fahrzeugs (d. h. es werden keinerlei druckerhöhende Maßnahmen durchgeführt) herrscht im Bremskreis ebenfalls der Atmosphärendruck in der Bremsflüssigkeit (von winzigen Korrekturen durch z. B. hydrostatische Effekte abgesehen). Dies ist dadurch bedingt, dass die Bremsflüssigkeit über eine nach außen freie Oberfläche verfügt. Das bedeutet, dass ein korrekt funktionierender Drucksensor im Idealfall in einem Bremskreis, in dem keinerlei druckerhöhende Maßnahmen durchgeführt werden, einen Druck Null ermittelt. Im folgenden ist deshalb unter dem Begriff „Druck” stets der um den Atmosphärendruck reduzierte Druck gemeint.
Da mit der Tiefpassfilterung der Offsetwert des Drucksignals pe(t) ermittelt werden soll, dürfen in die Mittelwertbildung nur die Drucksignale zu den Zeitpunkten eingehen, zu denen kein Druck im Bremskreis vorliegt.
Aus der nicht vorveröffentlichten DE 100 65 022 ist bekannt, dass die Ermittlung bzw. Aktualisierung des Offsetwertes dann nicht stattfindet, wenn

– ein Fahrerbremswunsch vorliegt (erkannt über den Zustand des Bremslichtschalters) oder
– im Bremskreis eine druckerzeugende Pumpe läuft (Rückförderpumpe oder Vorladepumpe) oder
– durch die Spannungsversorgung eine zu geringe Spannung (Unterspannung) am System anliegt.

Außerdem ist es möglich, dass die Ermittlung bzw. Aktualisierung des Offsetwertes dann nicht stattfindet, wenn

– ein Signalfehler (z. B. Fehler bzgl. des hydraulischen Druckniveaus, Fehler bzgl. der Vorladepumpe, Fehler bzgl. der Rückförderpumpe) detektiert wird oder
– ein Drucksensor-Selbsttest stattfindet (der Drucksensor stellt dann zu Testzwecken ein Druckniveau von z. B. 250 bar ein) oder
– eine temporäre Passivschaltung für die Offsetkorrektur vorliegt.

Zum Selbsttest des Drucksensors soll noch bemerkt werden, dass bei vielen Ausführungsformen keine physikalisch reale Druckerhöhung im Bremskreis eingestellt wird, sondern der Selbsttest führt lediglich zu einer Ausgangsspannung des Drucksensors, welche einem erhöhten Druck entspricht.
Ist dies nicht sichergestellt, kann es zu Fehlabgleichen kommen. Es ist jedoch wünschenswert, den Offsetabgleich

– so oft als möglich und
– so sicher als möglich

In 2 ist der zeitliche Verlauf von Drucksignalen dargestellt. In Abszissenrichtung ist dabei die Zeit t aufgetragen, in Ordinatenrichtung ist der Druck p bzw. eine den Druck repräsentierende Spannung u aufgetragen.

– Dabei bezeichnet pa(t) den jeweils zum Zeitpunkt t gültigen Offsetwert. Dieser ist der Einfachkeit halber als zeitlich konstant angenommen (deshalb eine waagrechte Gerade).
– pe1(t) und pe2(t) bezeichnen die Eingangssignale für zwei verschiedene Fälle.

Insbesondere ist zu beachten, dass im Beispiel pe1(t) stets größer als pa(t) und dass pe2(t) stets kleiner als pa(t) ist.
Da pa(t) den Offsetwert des Drucksensors bezeichnet, welcher einem vorliegenden Druckwert Null entspricht, würde pe2(t) bei formaler Betrachtung negativen Druckwerten entsprechen. Dies ist natürlich physikalisch ausgeschlossen.
pe1(t) entspricht einem positiven Druck, was durchaus sinnvoll ist.
Durch diese Unsymmetrie (pe2(t): physikalisch unmöglich, pe1(t): physikalisch möglich) bietet sich die Möglichkeit, die Zulassungsbedingungen für den Drucksensorabgleich aufzuspalten in

– einen Abgleich in negative Richtung (d. h. Korrektur von pa(t) zu kleineren Werten hin, im Falle von pe2(t) möglicherweise sinnvoll) und
– einen Abgleich in positive Richtung (d. h. Korrektur von pa(t) zu größeren Werten hin, im Falle von pe1(t) möglicherweise sinnvoll)

Insbesondere bietet es sich an, den Abgleich in negative Richtung auch dann zu erlauben, wenn

– ein Fahrerbremswunsch ansteht (erkennbar über den Zustand des Bremslichtschalters) und/oder
– die Rückförderpumpe oder die Vorladepumpe läuft oder noch nachläuft und/oder
– wenn ein Drucksensorselbsttest stattfindet (der Drucksensor stellt dann zu Testzwecken ein Druckniveau von z. B. 250 bar ein)

Die Freigabe des Abgleichs in negative Richtung für diese Fälle (bei denen ein Abgleich in positive Richtung weiterhin gesperrt ist) wird durch die folgenden Überlegungen verständlich:

– ein Unterschreiten des Offsetwertes durch das Drucksignal pe(t) bedeutet formal einen negativen Druck (bzw. einen Unterdruck)
– da dies nicht möglich ist, kann daraus die Schlussfolgerung gezogen werden, dass der seitherige Offsetwert zu hoch war. (da er den Druckwert Null kennzeichnet, sollte er gar nicht unterschritten werden können!)
– deshalb muss der seitherige Offsetwert nach unten korrigiert werden
– deshalb kann der Offsetabgleich nach unten (aber nicht nach oben!) in diesen Fällen freigegeben werden.

Damit verbleiben nur noch wenige Zustände, in denen der Offsetabgleich komplett gesperrt ist. Dies sind insbesondere die Fälle, wenn

– ein Signalfehler (z. B. Fehler bzgl. des hydraulischen Druckniveaus, Fehler bzgl. der Vorladepumpe, Fehler bzgl. der Rückförderpumpe) detektiert wird oder
– eine temporäre Passivschaltung für die Offsetkorrektur vorliegt oder
– durch die Spannungsversorgung eine zu geringe Spannung (Unterspannung) am System anliegt.

Im Falle einer temporären Passivschaltung für die Offsetkorrektur soll bewusst kein Offsetabgleich durchgeführt werden. Bei einem vorliegenden Signalfehler oder einer Unterspannung ist ein Abgleich auf jeden Fall mit Unsicherheit verbunden und wird deshalb untersagt.
Die Aufspaltung der Zulassungsbedingungen fuhrt zu einer wesentlichen Erhöhung der Verfügbarkeit des Verfahrens.
Eine weitere Verbesserung bzgl. der Robustheit des Verfahrens besteht darin, dass ein vorliegender Fahrerbremswunsch nicht nur über den Zustand des Bremslichtschalters erfasst wird. Dies hängt damit zusammen, dass viele Bremslichtschalter den vom Fahrer geforderten Bremswunsch nur unzureichend wiedergeben. Oft wird ein zeitlich zu spätes (zeitlicher Verzug bei vorliegendem Fahrerbremswunsch) oder druckseitig zu spätes (schaltet z. B. erst bei Druckwerten größer als 15 bar) Auslösen des Bremslichtschalters beobachtet. Das kann zur Folge haben, dass durch einen Bremsvorgang des Fahrers bereits ein positiver Bremsdruck vorliegt, dass zugleich aber der Bremslichtschalter noch nicht eingeschaltet ist. Dadurch wird ein vorliegender positiver Bremsdruck fälschlicherweise als Bremsdruck Null angenommen, es findet ein Bremsdruckabgleich nach oben statt. Dies kann zu einer unzulässigen Erhöhung des Offsetwertes und damit zum Abschalten beispielsweise eines ESP-Systems führen.
Neben der Erkennung des Zustandes des Bremslichtschalters wird deshalb ein vorliegender Fahrerbremswunsch (und zwar eine Bremswahrscheinlichkeit) auf eine zweite Art ermittelt. In diese zweite Art der Ermittlung geht wenigstens eine der folgenden Größen ein:

– die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit,
– die Fahrzeuglängsbeschleunigung ax. Diese kann beispielsweise aus den Raddrehzahlen oder durch zeitliche Differentiation der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit ermittelt werden,
– die Gaspedalstellung oder
– das angeforderte Motormoment.

Aus diesen Größen wird eine Bremswahrscheinlichkeit ermittelt. Dabei wird eine ermittelte Bremswahrscheinlichkeit von 100% so gedeutet, dass der Fahrer auf jeden Fall bremst (auch wenn der Zustand des Bremslichtschalters nicht auf ein aktiviertes Bremslicht hinweist!). Eine ermittelte Bremswahrscheinlichkeit von 0% wird so gedeutet, dass der Fahrer nicht bremst.
Die Bremswahrscheinlichkeit wird auf jeden Fall dann auf 100% gesetzt, wenn

– die Stellung des Bremslichtschalters den Zustand „eingeschaltet” aufweist oder
– die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit einen Wert unterhalb eines vorgebbaren Schwellenwertes aufweist. Als Schwellenwert hat sich ein Wert von 2 m/s als sinnvoll erwiesen.

Bei der Ermittlung der Bremswahrscheinlichkeit wird unterschieden, ob der vom Motorsteuergerät gelieferte Wert des vom Fahrer angeforderten Motormoments zur Verfügung steht.
Fall 1: Es steht keine Information des Motorsteuergeräts, also insbesondere kein Wert des angeforderten Motormoments zur Verfügung. Dies ist in 3 dargestellt. Entlang der linken Achse von 3 ist eine korrigierte Fahrzeuglängsbeschleunigung axk aufgetragen, entlang der rechten Achse die Bremswahrscheinlichkeit PB. Die korrigierte Fahrzeuglängsbeschleunigung axk ergibt sich aus der ermittelten Fahrzeuglängsbeschleunigung ax, indem zu ax aus Gründen der Robustheit ein Offsetwert von 0.2 m/s² addiert wird, d. h. axk = ax + 0.2 m/s².
Damit wird dem Wert axk = 3 m/s² die Bremswahrscheinlichkeit 0% zugeordnet (siehe Pfeil 300), dem Wert axk = 0.2 m/s² wird die Bremswahrscheinlichkeit 100% zugeordnet (siehe Pfeil 301). Zwischen diesen Grenzwerten ist beispielsweise eine lineare Zuordnung zwischen axk und PB möglich. Damit ergibt sich die Bremswahrscheinlichkeit als Funktion von ax, d. h. PB = f(ax). Diese Zuordnung ist anschaulich verständlich. Denn bei einer großen vorliegenden Fahrzeuglängsbeschleunigung ist kaum anzunehmen, dass der Fahrer zugleich bremst (und zwar schwach bremst, denn bei einer starken Bremsung ist der Bremslichtschalter aktiviert!). Anstelle des Wertes 0.2 m/s² ist selbstverständlich auch ein anderer Offsetwert verwendbar. Auch die Grenzwerte axk = 0.2 m/s² und axk = 3 m/s² sind lediglich als Beispiele zu verstehen.
Fall 2: Es stehen Informationen des Motorsteuergeräts, also insbesondere der Wert des angeforderten Motormoments, zur Verfügung. Dies ist in den 4a und 4b dargestellt. In 4a ist entlang der linken Achse das vom Fahrer angeforderte Motormoment Pmot aufgetragen, entlang der rechten Achse ist ein zugehöriger Offsetwert axoffset aufgetragen.

– Dem angeforderten Motormoment 20 Nm (und kleineren Werten von Pmot) wird ein Wert axoffset = 0 m/s² zugeordnet (siehe Pfeil 401), dem angeforderten Motormoment 100 Nm (und größeren Werten von Pmot) wird ein Wert axoffset = –0.4 m/s² zugeordnet (siehe Pfeil 400). Dazwischen findet eine beispielsweise lineare Zuordnung der Werte von axoffset zu den Werten von Pmot statt. Die konkreten Zahlenwerte sind wieder beispielhaft (und geeignet) gewählt, die Erfindung ist jedoch nicht auf diese speziellen Zahlenwerte beschränkt.

In 4b ist entlang der linken Achse die ermittelte Fahrzeuglängsbeschleunigung ax aufgetragen. Entlang der rechten Achse ist die Bremswahrscheinlichkeit PB aufgetragen. Dabei wird dem Wert ax = axoffset (und Werten ax < axoffset) die Bremswahrscheinlichkeit 100% zugeordnet (siehe Pfeil 403), dem Wert ax = 1.5 m/s² (und größeren Werten von ax) wird die Bremswahrscheinlichkeit 0% zugeordnet (siehe Pfeil 402). Dazwischen findet wieder eine vorzugsweise lineare Interpolation statt. Dadurch, dass bei größerem Motormoment axoffset einen stärker negativen Wert annimmt, findet bei größerem Motormoment eine stärkere Aufspreizung der ax-Skala statt. Dadurch ergibt sich die Bremswahrscheinlichkeit PB als Funktion von ax und Pmot, d. h. PB = f(ax, Pmot).
Die berechnete Bremswahrscheinlichkeit geht in multiplikativer Weise in den Abgleich in positiver Richtung ein. Dies erfolgt dadurch, dass das Signal (pe(t) – pa(t)) mit dem Faktor k = (1 – PB/100%) multipliziert wird. Der Faktor (1 – PB/100%) ergibt

– Null bei einer ermittelten Bremswahrscheinlichkeit von 100%. Das ist völlig korrekt so, da in diesem Fall kein Offsetabgleich in positive Richtung stattfinden soll.
– 1 bei einer ermittelten Bremswahrscheinlichkeit von 0%. Das ist völlig korrekt so, da in diesem Fall ein Offsetabgleich in positive Richtung stattfinden soll.

Wird für PB beispielsweise der Wert 50% ermittelt, dann geht nur das Eingangssignal (pe(t) – pa(t))/2 in den Offsetabgleich ein. Dies entspricht einem vorsichtigen, gedämpften Offsetabgleich in positiver Richtung.
In 5 ist eine Vorrichtung zur Ermittlung des Offsetwertes dargestellt. Bei den Blöcken handelt es sich

– bei Block 500 um Druckermittlungsmittel, insbesondere einen Drucksensor,
– bei Block 501 um Gewichtungsmittel, in welchen zugleich die ersten und zweiten Sperrmittel vorhanden sind,
– bei Block 502 um Offsetwertermittlungsmittel, welche beispielsweise als Tiefpass ausgeprägt sind,
– bei Block 503 um Mittel, welche weitere Funktionen beinhalten sowie
– bei Block 504 um einen Subtrahierer. In diesem Subtrahierer wird die Differenz pe(t) – pa(t) gebildet.

In Block 503 sind weitere Funktionalitäten sowie Aktuatoren enthalten. Ein wichtiger Einsatzbereich der vorliegenden Erfindung ist beispielsweise die Überwachung von Drucksensoren innerhalb eines Fahrdynamikregelungssystems. Dann sind in Block 503 die Funktionalitäten des Fahrdynamikregelungssystems sowie die letztendlich damit angesteuerten Aktuatoren enthalten.
Der topologische Aufbau von 5 ist der folgende:

– Block 500 liefert Signale pe(t) an Block 504,
– Block 504 liefert Signale (pe(t) – pa(t)) an die Blöcke 501 und 503
– Block 501 liefert Signale k·(pe(t) – pa(t)) an Block 502. Der Faktor k wurde bei der Beschreibung von 4 erläutert.
– Block 502 liefert Signale pa(t) an die Blöcke 503 und 504.

Handelt es sich bei Block 503 beispielsweise um ein Fahrdynamikregelungssystem, dann steht diesem System sowohl der ermittelte Druckwert pe(t) als auch der ermittelte Offsetwert pa(t) zur Verfügung.
In 6 wird schließlich ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nochmals dem Stand der Technik gegenübergestellt. Zunächst soll der Aufbau der 6a und 6b erläutert werden. In beiden Figuren ist eine Matrix dargestellt. Dabei sind

– in horizontaler Richtung (jeweils oberste Zeile) die Fälle „Bremslichtschalter eingeschaltet” (leuchtende Lampe links) und „Bremslichtschalter ausgeschaltet” (nicht leuchtende Lampe rechts) und
– in vertikaler Richtung (jeweils linke Spalte) die Fälle pe(t) ≥ pa(t) und pe(t) < pa(t)

Aus dem Stand der Technik bekannt ist der Inhalt von 6a. Ist der Bremslichtschalter eingeschaltet, d. h. das Bremslicht leuchtet, dann findet keine Ermittlung des Offsetwertes statt. Das ist durch die Einträge 0 in der linken Spalte zu erkennen. Das bedeutet formal, dass (pe(t) – pa(t)) in 5 mit einem Faktor k = 0 multipliziert wird.
Ist der Bremslichtschalter allerdings deaktiviert, dann wird (pe(t) – pa(t)) mit einem Faktor k = 1 multipliziert (rechte Spalte).
In 6b wird bei eingeschaltetem Bremslichtschalter dagegen k über eine Funktion k = 1 – s(pe(t) – pa(t)) berechnet. s(pe(t) – pa(t)) ist dabei eine Stufenfunktion, welche den Wert 1 annimmt, wenn das Argument pe(t) – pa(t) größer als Null ist und welche den Wert Null annimmt, wenn das Argument kleiner als Null ist.
Bei ausgeschaltetem Bremslichtschalter (rechte Spalte) ergibt sich eine Funktion k = s(pe(t) – pa(t))·f(ax, Pmot) + [1 – s(pe(t) – pa(t))].
Diese umständlich aussehende Funktion ist recht einfach:
Im Falle pe(t) ≥ pa(t) nimmt die Stufenfunktion s den Wert 1 an. In diesem Fall verschwindet der zweite Summand (d. h. die eckige Klammer []) und es bleibt k = f(ax, Pmot).
D. h. der Dämpfungsfaktor k ist eine Funktion der Längsbeschleunigung ax und (sofern Informationen des Motorsteuergeräts vorliegen) des angeforderten Motormoments Pmot.
Im Falle pe(t) < pa(t) nimmt die Stufenfunktion s den Wert Null an. Damit ergibt sich k = 1, ein Abgleich in negative Richtung ist weiterhin erlaubt.
Bei der Beschreibung von 6 wurde der Einfachkeit halber lediglich die Stellung des Bremslichtschalters beachtet. Es soll nochmals explizit darauf hingewiesen werden, dass beispielsweise zusätzlich auch der Betrieb bzw. Nachlauf einer im Hydraulikkreis befindlichen Pumpe mit einbezogen werden kann. Befindet sich solche ein Pumpe im Betrieb bzw. im Nachlauf, auch dann kann ein Abgleich in negative Richtung erlaubt sein.

Claims

Verfahren zur Ermittlung eines Offsetwertes eines durch einen hydraulischen Drucksensor (500) im Bremskreis eines Kraftfahrzeugs ermittelten Drucksignals, – bei dem zu verschiedenen Zeitpunkten Werte des Drucksignals (pe(t)) ermittelt werden, – bei dem durch Erfülltsein wenigstens einer ersten Bedingung erste Sperrzeiträume definiert sind, – bei dem die während der ersten Sperrzeiträume ermittelten Werte des Drucksignals (pe(t)) nicht in die Ermittlung des Offsetwertes eingehen, dadurch gekennzeichnet, – dass durch Erfülltsein wenigstens einer zweiten Bedingung zweite Sperrzeiträume definiert sind und – dass die während der zweiten Sperrzeiträume ermittelten Werte des Drucksignals (pe(t)) abhängig davon in die Ermittlung des Offsetwertes eingehen, ob diese Werte einen vorhergehend ermittelten Offsetwert des Drucksignals über- oder unterschreiten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen während der zweiten Sperrzeiträume ermittelten Werte des Drucksignals (pe(t)), welche einen vorhergehend ermittelten Offsetwert des Drucksignals unterschreiten, in die Ermittlung des Offsetwertes eingehen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen während der zweiten Sperrzeiträume ermittelten Werte des Drucksignals (pe(t)), welche einen vorhergehend ermittelten Offsetwert des Drucksignals überschreiten, in gewichteter Form in die Ermittlung des Offsetwertes eingehen.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtung darin besteht, dass die Abweichung des Wertes des Drucksignals (pe(t)) von einem vorhergehend ermittelten Offsetwert (pa(t)) mit einem Gewichtungsfaktor (k) multipliziert wird, wobei der Gewichtungsfaktor (k) Werte aus einem beschränkten Wertebereich annehmen kann.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtungsfaktor (k) dann seinen Minimalwert annimmt, wenn starke Indizien auf eine vorliegende Druckerhöhung im Bremskreis oder auf einen Selbstttest des Drucksensors hindeuten.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass starke Indizien auf eine vorliegende Druckerhöhung im Bremskreis hindeuten, wenn – die Bremslampen des Kraftfahrzeugs sich im eingeschalteten Zustand befinden oder – wenn eine im Bremskreis befindliche Pumpe arbeitet oder sich im Nachlauf befindet.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet – dass der Gewichtungsfaktor (k) wenigstens drei unterschiedliche Werte annehmen kann und – dass der Gewichtungsfaktor (k) von einer die Fahrdynamik beschreibenden Größe (ax) abhängt wenn keine starken Indizien auf eine vorliegende Druckerhöhung im Bremskreis und/oder auf einen vorliegenden Selbsttest des Drucksensors hindeuten.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass keine starken Indizien auf eine vorliegende Druckerhöhung im Bremskreis hindeuten, wenn – die Bremslampen des Kraftfahrzeugs sich im ausgeschalteten Zustand befinden und – wenn keine der im Bremskreis befindlichen Pumpen arbeitet oder sich im Nachlauf befindet.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei die Fahrdynamik beeinflussenden Größe um die Fahrzeuglängsbeschleunigung (ax) handelt.
Vorrichtung zur Ermittlung des Offsetwertes eines durch einen hydraulischen Drucksensor (500) im Bremskreis eines Kraftfahrzeugs ermittelten Drucksignals, welche – einen Drucksensor (500), mit dem zu verschiedenen Zeitpunkten Werte des Drucksignals (pe(t)) ermittelt werden und – erste Sperrmittel (501), durch welche bei Erfülltsein wenigstens einer ersten Bedingung erste Sperrzeiträume definiert sind und durch welche die während der ersten Sperrzeiträume ermittelten Werte des Drucksignals (pe(t)) nicht in die Ermittlung des Offsetwertes eingehen, enthält, dadurch gekennzeichnet, dass – die Vorrichtung zweite Sperrmittel (502) enthält, durch welche bei Erfülltsein wenigstens einer zweiten Bedingung zweite Sperrzeiträume definiert sind und durch welche die während der zweiten Sperrzeiträume ermittelten Werte des Drucksignals (pe(t)) abhängig davon in die Ermittlung des Offsetwertes eingehen, ob diese Werte einen vorhergehend ermittelten Offsetwert des Drucksignals über- oder unterschreiten.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Sperrzeitraum dann vorliegt, wenn – über die Spannungsversorgung eine zu geringe elektrische Spannung an der Vorrichtung anliegt oder – die Vorrichtung in einen passiven Betriebszustand geschaltet ist oder – ein Signalfehler innerhalb der Vorrichtung detektiert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Sperrzeitraum dann vorliegt, wenn – über die Spannungsversorgung keine zu geringe elektrische Spannung an der Vorrichtung anliegt und – die Vorrichtung nicht in einen passiven Betriebszustand geschaltet ist und – kein Signalfehler innerhalb der Vorrichtung detektiert wird.