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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft Bremskraftunterstützungssysteme bzw. Bremsunterstützungssysteme mit sogenannten Bremskraftverstärkern, die mit Hilfe einer Unterdruckpumpe eine Druckdifferenz bereitstellen. Bei Betätigung eines Bremspedals wird entsprechend eine aus der Druckdifferenz resultierende Bremsunterstützungskraft bereitgestellt.
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Technischer Hintergrund
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Bei einem Bremskraftverstärker wird eine einstellbare Druckdifferenz zwischen zwei Bremskammern in eine Bremskraft für ein nachgeordnetes Bremssystem umgesetzt. Dazu wird in den Bremskammern ein Unterdruck bezüglich eines Umgebungsdrucks bereitgestellt, der durch eine mechanisch, elektrisch oder anderweitig angetriebene Unterdruckpumpe erzeugt wird. Bei einem Bremsvorgang wird ein Druck in einer der Bremskammern des Bremskraftverstärkers entsprechend einer vom Fahrer vorgegebenen Betätigungskraft erhöht und die resultierende Druckdifferenz in die die Betätigungskraft ergänzende Bremskraft umgesetzt.
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Die Unterdruckpumpe sorgt nach jedem Bremsvorgang für einen erneuten Aufbau des Unterdrucks in der entsprechenden Bremskammer des Bremskraftverstärkers. Bei Ausfall oder Verschlechterung der Leistung der Unterdruckpumpe steht eine Bremskraftunterstützung bzw. Bremsunterstützung nur noch für wenige Bremsvorgänge zur Verfügung, da kein erneuter Aufbau des Unterdrucks durch die Unterdruckpumpe erfolgt. Dadurch kann bereits während einer Fahrt die zum Erreichen der erforderlichen Bremsleistung benötigte Betätigungskraft sehr hoch werden. Somit ist die Funktionsfähigkeit des Bremskraftverstärkers und insbesondere der Unterdruckpumpe sicherheitsrelevant.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2009 011 280 A1 ist ein Verfahren zum Überprüfen der Funktion eines Bremssystems eines Fahrzeugs mit einem Bremskraftverstärker bekannt. Dazu wird bei einem Bremsvorgang des Fahrzeugs die Bremskraft erfasst, wobei das Ausgangssignal des Drucksensors vor Beginn des Bremsvorgangs in einen Speicher abgelegt wird, wenn der Bremsdruck innerhalb eines vorgegebenen ersten Druckbereichs liegt. Nach Beendigung des Bremsvorgangs wird eine Differenz aus einem aktuellen Ausgangssignal des Drucksensors und dem in dem Speicher abgelegten Ausgangssignal gebildet, wobei die Differenz als Angabe über die Funktionsfähigkeit des Bremssystems dient.
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Aus der Druckschrift
DE 199 35 899 A1 ist ein Bremskraftverstärkersystem bekannt, bei dem eine Betätigung der Bremse überwacht wird. Ein in dem Bremskraftverstärkersystem auftretender Fehler wird erkannt, indem ein von dem Drucksensor erfasster Saugrohrdruck in Abhängigkeit von der Betätigung der Bremse ausgewertet wird.
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Gemäß der Druckschrift
DE 199 29 880 A1 ist für einen Bremskraftverstärker vorgesehen, die Unterdruckpumpe bei Vorliegen bestimmter Betriebszustände der Antriebseinheit des Fahrzeugs zu aktivieren und eine Diagnose der Unterdruckpumpe und der Anschlussleitungen des Unterdruckspeichers durchzuführen.
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Aus der Druckschrift
DE 100 52 257 A1 ist ein Verfahren zum Überprüfen der Funktion eines Bremskraftverstärkers bekannt, bei dem der Druck des Bremskraftverstärkers über einen Drucksensor überwacht wird. Die Plausibilität der Drucksensorwerte wird überprüft, indem bei Betätigen des Bremspedals für eine vorgegebene Zeitdauer die Messwerte des Drucksensors aufgezeichnet werden und nach dem Lösen der Bremse eine Differenz zwischen dem zuletzt gespeicherten Drucksensorwert und einem zeitlich davor aufgenommenen Drucksensorwert bestimmt wird.
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Die obigen Verfahren zur Überprüfung der Funktion der Unterdruckpumpe für einen Bremskraftverstärker sind jedoch nicht in der Lage, eine allmähliche Degradation der Unterdruckpumpe vor deren Ausfall zu erkennen.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zum Überprüfen einer Funktion eines Bremsunterstützungssystems mit einer Unterdruckpumpe in einem Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, mit der bereits eine allmähliche Degradation einer Unterdruckpumpe erkannt werden kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung umfassend eine Steuereinheit zum Überprüfen einer Funktion eines Bremsunterstützungssystems mit einer Unterdruckpumpe gemäß Anspruch 1 und Anspruch 2 gelöst.
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Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Vorrichtung zum Überprüfen einer Funktion eines Bremsunterstützungssystems mit einer Unterdruckpumpe vorgesehen, mit folgenden Schritten:
- - Bestimmen einer Evakuierungsleistung der Unterdruckpumpe;
- - Modellieren eines Verlaufs eines Bremskammerdrucks in einer Bremskammer des Bremsunterstützungssystems basierend auf der Evakuierungsleistung; und
- - nach dem Lösen einer Betätigung einer Betätigungseinrichtung, Feststellen eines Fehlers, wenn eine Abweichung zwischen einem modellierten Verlauf eines Bremskammerdrucks und einem Verlauf des tatsächlichen Bremskammerdrucks festgestellt wird.
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Mit wachsendem Verschleiß weist die Unterdruckpumpe eines Bremskraftverstärkers eine immer geringer werdende Evakuierungsleistung auf. Diese Verringerung der Evakuierungsleistung wird jedoch in der Regel anfänglich nicht bemerkt, da bei einem Großteil der Bremsvorgänge die betreffende Bremskammer des Bremskraftverstärkers nicht vollständig belüftet wird, d.h. nicht die maximale Druckdifferenz zur Bereitstellung der Bremsunterstützungskraft benötigt wird. Die verringerte Evakuierungsleistung kann somit für den größten Teil der Bremsvorgänge noch eine hinreichende Unterdruckversorgung sicherstellen. Führt jedoch der fortschreitende Verschleiß der Unterdruckpumpe schließlich zum Ausfall und damit zum Wegfall der Bremskraftunterstützung bzw. der Bremsunterstützung, so tritt dieses Ereignis aus Sicht des Fahrers unvermittelt und ohne Vorwarnung auf. Es können so sicherheitsrelevante Fahrsituationen auftreten.
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Eine Idee der obigen Vorrichtung zum Überprüfen der Funktion einer Unterdruckpumpe für ein Bremskraftunterstützungssystem bzw. ein Bremsunterstützungssystem sieht vor, den Verlauf des Bremskammerdrucks in der mit Unterdruck beaufschlagten Bremskammer mit Hilfe eines geeigneten vorgegebenen Bremskraftverstärkermodells zu modellieren. Das Bremskraftverstärkermodell modelliert einen Druckverlauf des Bremskammerdrucks bei aktivierter Unterdruckpumpe ausgehend von einem Anfangsdruck (der dem bei dem letzten Bremsvorgang erreichten Maximaldruck in den Bremskammern oder einem Momentandruck in den Bremskammern entsprechen kann) und bezüglich der Umgebung abgeschlossenen Bremskammern, also einer Situation, die bei vollständigem Lösen der Betätigung der Betätigungseinrichtung vorliegt. Durch Vergleichen und Auswerten eines Unterschieds / einer Abweichung zwischen dem Verlauf des tatsächlichen Bremskammerdrucks und dem modellierten Verlauf des Bremskammerdrucks an mindestens einer zeitlichen Position kann ein Fehler in dem Unterdrucksystem des Bremskraftverstärkers frühzeitig festgestellt werden, d.h. ein Fehler festgestellt werden, bevor z.B. eine Unterdruckpumpe vollständig ausfällt. Abhängig von der Höhe des Unterschieds/Abweichung kann dadurch ein Grad einer Funktionsfähigkeit, insbesondere ein Verschleiß oder ein Ausfall, der Unterdruckpumpe festgestellt werden.
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Weiterhin kann die Evakuierungsleistung abhängig von einer Drehzahl der Unterdruckpumpe und einem Umgebungsdruck, und insbesondere abhängig von einer Temperatur des abgesaugten Gases angegeben bzw. bestimmt werden.
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Es kann vorgesehen sein, dass ein Fehler festgestellt wird, wenn mindestens einer der Messwerte des tatsächlichen Bremskammerdrucks von einem entsprechenden Modellwert des Bremskammerdrucks zu einem jeweiligen bestimmten Zeitpunkt um mehr als einen vorgegebenen Degradationsschwellenwert abweicht.
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Insbesondere kann ein Degradationsfehler signalisiert werden, wenn das Vorliegen einer Degradationsbedingung festgestellt wird, wobei die Degradationsbedingung angibt,
- - dass eine vorbestimmte Anzahl von Abweichungen zwischen jeweils einem Modellwert des modellierten Verlaufs des Bremskammerdrucks und einem entsprechenden Messwert des Verlaufs des tatsächlichen Bremskammerdrucks, die jeweils größer sind als ein vorgegebener Degradationsschwellenwert, übersteigt, und/oder
- - dass die Summe einer vorbestimmten Anzahl von Abweichungen zwischen jeweils einem Modellwert des modellierten Verlaufs des Bremskammerdrucks und einem entsprechenden Messwert des tatsächlichen Bremskammerdrucks einen vorgegebenen Integrationsschwellenwert übersteigt.
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Insbesondere kann dadurch eine Entprellung eines Verfahrens zum Feststellen eines Fehlers vorgesehen werden.
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Es kann vorgesehen sein, dass ein Degradationsfehler als ein Dynamik-Degradationsfehler signalisiert wird, wenn das Vorliegen der Degradationsbedingung während einer ersten Zeitdauer nach dem Lösen der Betätigung der Betätigungseinrichtung festgestellt wird, und ein Degradationsfehler als ein Statik-Degradationsfehler signalisiert wird, wenn das Vorliegen der Degradationsbedingung während einer zweiten Zeitdauer festgestellt wird, wobei das Ende der ersten Zeitdauer und der Beginn der zweiten Zeitdauer bis zum Erreichen eines vorgegebenen Soll-Bremskammerdrucks fest vorgegeben ist oder durch Erreichen eines vorgegebenen Übergang-Druckwerts angegeben ist. Dies ermöglicht die Unterscheidung zwischen Arten der Degradation der Unterdruckpumpe je nachdem, ob die Abweichungen im dynamischen oder stationären Bereich des Verlaufs des Bremskammerdrucks auftreten.
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Weiterhin kann ein Funktionsausfallfehler signalisiert werden, wenn mindestens eine Abweichung zwischen einem Modellwert des modellierten Verlaufs des Bremskammerdrucks und einem entsprechenden Messwert des tatsächlichen Bremskammerdrucks festgestellt wird, die größer ist als ein vorgegebener Ausfallschwellenwert. Insbesondere kann der Ausfallschwellenwert größer sein als der Degradationsschwellenwert.
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Weiterhin kann der Verlauf des Bremskammerdrucks in der Bremskammer des Bremsunterstützungssystems basierend auf der Evakuierungsleistung nach dem Lösen der Betätigung der Betätigungseinrichtung einmalig oder mehrfach oder kontinuierlich nach dem Lösen der Betätigung der Betätigungseinrichtung und vor Erreichen eines vorgegebenen Soll-Bremskammerdrucks ermittelt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung, insbesondere Steuereinheit zum Überprüfen einer Funktion eines Bremsunterstützungssystems mit einer Unterdruckpumpe vorgesehen, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um:
- - eine Evakuierungsleistung der Unterdruckpumpe zu bestimmen;
- - einen Verlaufs eines Bremskammerdrucks in einer Bremskammer des Bremsunterstützungssystems basierend auf der Evakuierungsleistung zu modellieren; und
- - nach dem Lösen einer Betätigung einer Betätigungseinrichtung, einen Fehler festzustellen, wenn mindestens eine Abweichung zwischen einem modellierten Verlauf eines Bremskammerdrucks und einem Verlauf des tatsächlichen Bremskammerdrucks festgestellt wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Bremsunterstützungssystem vorgesehen, umfassend:
- - ein Bremsunterstützungssystem mit zwei Bremskammern
- - eine Unterdruckpumpe, die ausgebildet ist, um die Bremskammern zu evakuieren; und
- - die obige Vorrichtung.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Bremsunterstützungssystems;
- 2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Überprüfen der Funktion einer Unterdruckpumpe; und
- 3 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Verlaufs eines tatsächlichen Bremskammerdrucks bezüglich eines modellierten Verlaufs des Bremskammerdrucks.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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In 1 ist eine schematische Darstellung eines Bremsunterstützungssystems 1 dargestellt. Das Bremsunterstützungssystem 1 weist eine Unterdruckpumpe 2 auf, um eine Evakuierungsleistung zum Erzeugen eines Unterdrucks bereitzustellen. Die Unterdruckpumpe 2 kann direkt durch eine Abtriebswelle eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs angetrieben oder durch einen Elektromotor angetrieben werden.
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Das Bremsunterstützungssystem 1 weist einen Bremskraftverstärker 3 auf, der in einem Bremskraftverstärkergehäuse 35 eine erste Bremskammer 31 und eine zweite Bremskammer 32 umfasst. Die beiden Bremskammern 31, 32 sind durch eine bewegliche Membran oder einen beweglichen Kolben 33 voneinander getrennt. Der Kolben 33 ist mit einer Kolbenstange 34 fest verbunden, die zur Bereitstellung einer Bremskraft für das Bremssystem (nicht gezeigt) wirkt. Die Kolbenstange 34 ist beweglich luft- und druckdicht in dem Bremskraftverstärkergehäuse 35 gelagert.
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Es ist eine Betätigungseinrichtung 4 z.B. in Form eines Bremspedals vorgesehen, die über eine Bremsstange 41 ein Ventil 5 im Inneren der Kolbenstange 34 betätigt. Das Ventil 5 ist in bekannter Weise so gestaltet, dass bei unbetätigter Betätigungseinrichtung 4 die erste und zweite Bremskammer 31, 32 miteinander durch eine fluidische Verbindung 51 verbunden sind, so dass bei aktiver Unterdruckpumpe 2 in der ersten und der zweiten Bremskammer 31, 32 ein Unterdruck erzeugt wird. Gleichzeitig wird durch eine Rückstellfeder 36 der Kolben 33 bzw. die Kolbenstange 34 in eine erste Position bewegt bzw. in einer ersten Position gehalten, in der keine Bremskraft auf das Bremssystem ausgeübt wird.
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Durch eine Betätigung der Betätigungseinrichtung 4 wird das Ventil 5 bedient und durch die entsprechende Bewegung der Bremsstange 41 wird die fluidische Verbindung 51 zwischen der ersten und zweiten Bremskammer 31, 32 geschlossen. Gleichzeitig wirkt eine Betätigungskraft der Betätigung auf den Kolben 33. Nach dem Schließen der fluidischen Verbindung 51 zwischen den Bremskammern 31, 32 wird eine weitere zuvor geschlossene fluidische Verbindung 52 der zweiten Bremskammer 32 zur Umgebung geöffnet. Dadurch strömt Umgebungsluft in die zweite Bremskammer 32 und der Druck in der zweiten Bremskammer 32 steigt an. Durch die sich zwischen den Bremskammern 31,32 einstellende Druckdifferenz wirkt auf den Kolben 33 und somit auf die Kolbenstange 34 eine entsprechende Bremskraft.
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Die ausgeübte Bremskraft ist abhängig vom Betätigungsweg der Bremsstange 41, da bei einer Bewegung des Kolbens 33 in Richtung der Bremsstange 41 die weitere fluidische Verbindung 52 der zweiten Bremskammer 32 zur Umgebung wieder verschlossen wird.
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Ein kritisches Bauteil eines solchen Bremsunterstützungssystems 1 stellt die Unterdruckpumpe 2 dar. Diese kann ausfallen, und es steht somit einem Fahrer eines Kraftfahrzeugs keine Bremsunterstützung mehr zur Verfügung. Dadurch können die benötigten Betätigungskräfte für einen Bremsvorgang sehr hoch werden.
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Eine häufige Ausfallursache einer Unterdruckpumpe besteht in einem Verschleiß von beweglichen Teilen in der Unterdruckpumpe, z.B. von Pumpenradschaufeln. Ein solcher Verschleiß kann sich bereits vor einem vollständigen Ausfall der Unterdruckpumpe 2 in einer Abnahme der Evakuierungsleistung der Unterdruckpumpe 2 auswirken. Somit kann der Verschleiß der Unterdruckpumpe 2 durch eine kontinuierliche Überwachung der Evakuierungsleistung festgestellt werden. Für die Diagnose kann ein in der ersten Bremskammer 31 angeordneter Drucksensor 6 verwendet werden.
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Weiterhin ist eine Steuereinheit 10 vorgesehen, die mit dem Drucksensor 6 gekoppelt ist, um eine Angabe über den Bremskammerdruck in der ersten Bremskammer 31 zu erhalten. Weiterhin erhält die Steuereinheit 10 Angaben über die aktuelle Öltemperatur, der aktuellen Drehzahl der Unterdruckpumpe 2 sowie über den Umgebungsdruck entweder über Sensoren oder über ein separates Steuergerät, wie beispielsweise ein Motorsteuergerät zum Betreiben eines Verbrennungsmotors. Anstelle der Drehzahl der Unterdruckpumpe 2 kann auch eine der Unterdruckpumpe 2 zugeführte elektrische Leistung im Falle einer elektrisch betriebenen Unterdruckpumpe bereitgestellt werden. Aus den Angaben, insbesondere aus der Drehzahl der Unterdruckpumpe 2 oder der zugeführten elektrischen Leistung, kann eine Evakuierungsleistung einer funktionierenden Unterdruckpumpe 2 ohne Verschließerscheinungen in an sich bekannter Weise (z.B. mithilfe eines vorgegebenen Pumpenmodells) modelliert werden.
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In 2 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines in der Steuereinheit 10 ausgeführten Verfahrens zur Diagnose des Unterdrucksystems und insbesondere der Unterdruckpumpe 2 dargestellt.
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In Schritt S1 werden zunächst Betriebsparameter der Unterdruckpumpe 2 bestimmt, die insbesondere eine Drehzahl und den Umgebungsdruck betreffen können. Weiterhin kann eine Angabe über eine Temperatur der Unterdruckpumpe, insbesondere bei Anordnung an einem Verbrennungsmotor, einer Öltemperatur bereitgestellt werden.
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In Schritt S2 kann basierend auf den Betriebsparametern der Unterdruckpumpe 2 anhand des vorgegebenen Pumpenmodells eine Evakuierungsleistung (oder eine diese repräsentierende Größe) ermittelt werden. Alternativ kann die Unterdruckpumpe 2 mit einer bekannten konstanten Evakuierungsleistung ausgebildet sein.
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Nach Betätigen einer Betätigungseinrichtung 4 zum Aktivieren des Bremssystems steigt der Druck in der ersten Bremskammer 31 aufgrund der Kolbenbewegung an (die Kolbenbewegung bewirkt eine Verkleinerung der ersten Bremskammer 31). In Schritt S3 wird daher zyklisch überprüft, ob nach einer zuvor erfolgten Betätigung der Betätigungseinrichtung 4 gelöst worden ist. Ist dies der Fall (Alternative: Ja), d.h. bei Lösen der Betätigungseinrichtung 4, wird das Verfahren mit Schritt S4 fortgesetzt. Ist die Betätigung nicht gelöst worden (Alternative: Nein), so wird das Verfahren mit Schritt S1 oder alternativ (insbesondere bei bekannter Evakuierungsleistung) mit Schritt S3 fortgesetzt.
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In Schritt S4 wird der tatsächliche Bremskammerdruck mithilfe des Drucksensors 6 gemessen.
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In Schritt S5 wird basierend auf der modellierten Evakuierungsleistung und dem durch den Drucksensor 6 gemessenen Bremskammerdruck ein zeitlicher Verlauf des Bremskammerdrucks bei vollständigem Lösen der Betätigungseinrichtung 4 berechnet. Diese Berechnung kann auf einem physikalischen Bremskammerdruckmodell durchgeführt werden. Das Bremskammerdruckmodell kann einem durch Messung kalibrierten Modell bei einer vollständig funktionsfähigen Unterdruckpumpe und/oder einem physikalischen Modell der zu evakuierenden Volumina der Bremskammern 31, 32 entsprechen. Durch die erste und die zweite Bremskammer 31, 32 besteht ein definiertes Volumen, in dem ein vordefinierter, durch den Drucksensor gemessener Druck herrscht und das durch die Unterdruckpumpe 2 auf ein vorbestimmtes Unterdruckniveau evakuiert werden soll. Dies kann in Kenntnis des zu evakuierenden Volumens der bei unbetätigter Betätigungseinrichtung 4 miteinander verbundenen Bremskammern 31, 32 in an sich bekannter Weise erfolgen. Die Evakuierung erfolgt mit einer Evakuierungsleistung, die konstant ist oder deren Momentanwert kontinuierlich gemessen und bereitgestellt wird.
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Zur Modellierung des Verlaufs des Bremskammerdrucks ist es notwendig, den Zeitpunkt des Lösens der Betätigungseinrichtung festzustellen. Dieser Zeitpunkt kann durch einen geeigneten Sensor an der Bremsstange 41 ermittelt werden. Alternativ kann der Zeitpunkt auch durch Auswertung von zwei aufeinanderfolgend erfassten Messwerten des Bremskammerdrucks erkannt werden. Signalisiert die Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgend erfassten Bremskammerdrücken, dass ein Unterdruck in der ersten Bremskammer 31 wieder aufgebaut wird, so kann dies als der Zeitpunkt des Beendens des Bremsvorgangs angenommen werden, da die fluidische Verbindung zwischen der zweiten Bremskammer 32 und der Umgebung wieder geschlossen wird und die fluidische Verbindung 51 zwischen der ersten und der zweiten Bremskammer 31, 32 wieder geöffnet worden ist.
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In Schritt S6 wird erneut überprüft, ob die Betätigung der Betätigungseinrichtung 4 noch immer gelöst ist. Ist dies nicht der Fall (Alternative: Nein) wird das Verfahren mit Schritt S1 fortgesetzt. Andernfalls (Alternative: Ja) wird das Verfahren mit Schritt S7 fortgesetzt.
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In Schritt S7 wird der tatsächliche Bremskammerdruck mithilfe des Drucksensors 6 erneut gemessen.
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In Schritt S8 wird ein entsprechend der verstrichenen Zeitdauer nach dem Zeitpunkt des Lösens der Betätigung der Betätigungseinrichtung 4 bestimmter Modellwert des Bremskammerdrucks (Wert des Bremskammerdruckmodells zu dem Zeitpunkt nach der verstrichenen Zeitdauer) mit dem gemessenen tatsächlichen Bremskammerdruck verglichen. Wird in Schritt S8 keine Abweichung zwischen dem Modellwert und dem tatsächlichen Bremskammerdruck festgestellt (Alternative: Nein), so wird das Verfahren mit Schritt S6 fortgesetzt. Andernfalls (Alternative: ja), so kann eine Fehlerbehandlung in Schritt S9 durchgeführt werden.
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Wenn nach dem Lösen der Betätigungseinrichtung 4 der tatsächliche Druck in der ersten Bremskammer 31 dem modellierten Verlauf des Bremskammerdrucks entspricht, so kann auf eine ordnungsgemäße Funktion der Unterdruckpumpe 2 geschlossen werden. Weicht der Verlauf des tatsächlichen Bremskammerdrucks von dem modellierten Bremskammerdruck ab, so kann auf eine eingeschränkte Funktionsfähigkeit der Unterdruckpumpe 2, z.B. durch eine Degradation der Unterdruckpumpe 2, oder auf eine nicht ausreichende Funktionsfähigkeit der Unterdruckpumpe 2 geschlossen werden.
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Der modellierte Verlauf des Bremskammerdrucks kann einmalig nach Erreichen des Maximaldrucks in den Bremskammern 31, 32 und nach Lösen der Betätigung der Betätigungseinrichtung 4 anhand der festgestellten Evakuierungsleistung bestimmt werden. Alternativ kann der modellierte Verlauf des Bremskammerdrucks mehrfach oder kontinuierlich nach Erreichen des Maximaldrucks in den Bremskammern 31, 32 und nach Lösen der Betätigung der Betätigungseinrichtung 4 bis zum Erreichen eines Soll-Bremskammerdrucks bestimmt werden, um variierende Evakuierungsleistungen, die sich entsprechend dem Pumpenmodell ergeben, in dem modellierten Verlauf des Bremskammerdrucks zu berücksichtigen. Der Soll-Bremskammerdruck ist ein vorgegebener Druckwert, bis zu dem der Druck in den Bremskammern 31, 32 bei Nicht-Betätigung der Betätigungseinrichtung 4 absinken soll.
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Dabei ist insbesondere zu beachten, dass je nach Fehlerfall Fehler nur im transienten oder nur im stationären Betrieb der Unterdruckpumpe 2 auftreten können. Das heißt, es kann bei einem Fehlerfall ein langsamerer Aufbau des Unterdrucks in der ersten Bremskammer 31 erfolgen, obgleich der zu erwartende Unterdruck im stationären Fall dem Unterdruck bei einer ordnungsgemäßen Unterdruckpumpe 2 entspricht.
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Ein anderer Fehlerfall kann vorsehen, dass der Verlauf des Bremskammerdrucks dem modellierten Verlauf des Bremskammerdrucks im transienten/dynamischen Betrieb, d.h. unmittelbar nach dem Lösen der Betätigungseinrichtung 4 entspricht, jedoch wird der für eine ordnungsgemäße Unterdruckpumpe 2 zu erwartende stationäre Unterdruck, d.h. der Unterdruck nach einer bestimmten Zeitdauer nach Beenden des Bremsvorgangs (nach Lösen der Betätigung der Betätigungseinrichtung 4), nicht erreicht.
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Daher kann vorgesehen sein, dass ein Dynamik-Degradationsfehler festgestellt bzw. signalisiert wird, wenn in Schritt S8 eine Abweichung zwischen dem Modellwert und dem tatsächlichen Bremskammerdruck während einer ersten Zeitdauer nach dem Lösen der Betätigung der Betätigungseinrichtung 4 festgestellt wird. Analog kann ein Statik-Degradationsfehler festgestellt bzw. signalisiert werden, wenn in Schritt S8 eine Abweichung zwischen dem Modellwert und dem tatsächlichen Bremskammerdruck während einer zweiten Zeitdauer bis zum Erreichen eines vorgegebenen Soll-Bremskammerdrucks festgestellt wird. Das Ende der ersten Zeitdauer und der Beginn der zweiten Zeitdauer kann fest vorgegeben sein oder durch Erreichen eines vorgegebenen Übergang-Druckwerts angegeben sein.
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Diese beiden Fehlerfälle können in der Fehlerbehandlung des Schritts S9 hinsichtlich der Abweichung zwischen dem modellierten Bremskammerdruck und dem tatsächlichen Bremskammerdruck bewertet werden.
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Entspricht die Abweichung bzw. der Unterschied zwischen dem Modellwert des Bremskammerdrucks und dem tatsächlichen Messwert des Bremskammerdrucks einem Wert, der größer ist als ein vorgegebener Ausfallschwellenwert, so kann ein Ausfall oder eine nicht ausreichende Funktionsfähigkeit der Unterdruckpumpe festgestellt werden und eine entsprechende Notmaßnahme eingeleitet werden. Die Notmaßnahme kann beispielsweise in einer entsprechenden Signalisierung eines Ausfalls des Bremsunterstützungssystems 1 in Form eines Funktionsausfallfehlers an den Fahrer kommuniziert werden beispielsweise durch ein insbesondere rotes Warnlicht.
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Entspricht die Abweichung zwischen dem Modellwert und dem tatsächlichen Bremskammerdruck einem Wert der kleiner ist als der vorgegebene Ausfallschwellenwert aber einem Wert, der größer ist als ein vorgegebener Degradationsschwellenwert, so kann auf eine Degradation der Unterdruckpumpe 2 geschlossen werden. Eine solche Degradation kann durch eine entsprechende Signalisierung an den Fahrer kommuniziert werden beispielsweise durch ein insbesondere gelbes Warnlicht.
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Um nur kurzzeitige Abweichungen zwischen dem Modellwert und dem tatsächlichen Bremskammerdruck nicht als einen Degradationsfehler zu erkennen, kann die Erkennung eines Degradationsfehlers entprellt werden. Insbesondere können dazu die erkannten Abweichungen innerhalb einer vorgegebenen Zeitperiode zu einem Integratorwert integriert werden und abhängig von dem Überschreiten eines vorgegebenen Integrationsschwellenwerts durch den Integratorwert eine Wartung oder ein Austausch der Unterdruckpumpe 2 empfohlen oder ein Notlaufbetrieb des Bremsunterstützungssystems bzw. des gesamten Motorsystems des Kraftfahrzeugs aktiviert werden.
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In 3 ist ein Diagramm dargestellt, das die Verläufe des modellierten Verlaufs des Bremskammerdrucks p (Kurve K1), des tatsächlichen Verlaufs des Bremskammerdrucks p (Kurve K2) im Fall einer Degradation der Unterdruckpumpe 2 darstellt. Man erkennt, dass bereits im transienten Betrieb, d.h. unmittelbar nach Beenden des Bremsvorgangs zum Zeitpunkt T0 eine Abweichung zwischen dem modellierten und dem tatsächlichen Verlauf des Bremskammerdrucks erkannt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bremsunterstützungssystem
- 2
- Unterdruckpumpe
- 3
- Bremskraftverstärker
- 31, 32
- Bremskammern
- 33
- Kolben
- 34
- Kolbenstange
- 36
- Rückstellfeder
- 35
- Bremskraftverstärkergehäuse
- 4
- Betätigungseinrichtung
- 41
- Bremsstange
- 5
- Ventil
- 51
- fluidische Verbindung
- 52
- weitere fluidische Verbindung
- 6
- Drucksensor
- 10
- Steuereinheit
