DE3828933A1 - Verfahren zur ueberwachung einer hydraulikanlage - Google Patents

Verfahren zur ueberwachung einer hydraulikanlage

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Hydraulikanlage, insbesondere einer hydraulischen Bremsanlage, vorzugsweise zur Regelung des hydraulischen Drucks im Rahmen einer Antiblockier- und/oder Antriebs­ schlupfregelung, mit einer Volumen- und/oder Druckpulsa­ tionen erzeugenden Einheit, beispielsweise einer oder mehrerer Pumpen.
Durch die Deutsche Patentanmeldung P 37 31 603.6 ist bereits eine Bremsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einem Hauptzylinder, Radzylindern und einer Vorrichtung zur Antiblockierregelung bekannt geworden. Die Deutsche Patentanmeldung P 37 31 603.6 gilt nach § 3, Absatz 2, Patentgesetz, als Stand der Technik.
Die Bremsanlage nach diesem Stand der Technik zeichnet sich dadurch aus, daß im Regelmodus zur Positionierung des Kolbens des Hauptzylinders in einer gewünschten Position eine Druckmittelquelle, insbesondere eine Pumpe, vorgesehen ist, deren Fördervolumen variierbar ist, die durch eine hydraulische Leitung mit dem Hauptzylinder verbunden ist und die durch ihr Fördervolumen den Kolben positioniert.
Der Erfindung liegen folgende Aufgaben zugrunde:
Es soll eine sichere und kostengünstige Überwachung der Funktion von Hydraulikanlagen, insbesondere von hydrau­ lischen Bremsanlagen, erzielt werden.
Insbesondere soll die Überwachung der Pumpenförderung bei hydraulischen Bremsanlagen, die mit Antiblockier- und/oder Antriebsschlupfregelung arbeiten, verbessert werden. Diese Aufgabenstellung gilt insbesondere für Bremsanlagen, wie sie im oben zitierten Stand der Technik beschrieben werden. Es gehört weiterhin zur Aufgabenstel­ lung, daß die Sicherheit, insbesondere beim Ausfall einkreisiger Bauteile, erhöht wird. Der Pumpenkreislauf soll überprüfbar werden.
Die erfindungsgemäßen Aufgaben werden dadurch gelöst, daß permanent oder in Stichproben die Volumen- und/oder Druckpulsationsbilder aufgenommen und überprüft werden, daß die Volumen- und/oder Druckpulsationsbilder als Indiz für ein ordnungsgemäßes Funktionieren der Anlage, insbe­ sondere der die Volumen- und/oder Druckpulsationen erzeugenden Einheit, beispielsweise einer Pumpe, genutzt werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, daß permanent oder in Stichproben die Körperschallspektra aufgenommen und über­ prüft werden, daß die Körperschallspektra als Indiz für ein ordnungsgemäßes Funktionieren der Anlage, insbesondere des die Körperschallspektra erzeugenden Bauteils, bei­ spielsweise Pumpenventil-, Pumpenkolben-, Rohrleitungs-, Tandemhauptzylinderventil- und/oder Motorteils, genutzt werden.
Die beiden soeben beschriebenen Verfahren können kombi­ niert werden.
Zur Überwachung einer Bremsdruckregelanlage für eine Antiblockier- und/oder Antriebsschlupfregelung mit einem elektronischen Regler, in dem vorzugsweise ein Regelalgorithmus gespeichert ist, kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen werden, daß im elektronischen Regler, vorzugsweise im Rahmen des Regel­ algorithmus oder zusätzlich zum Regelalgorithmus, minde­ stens ein Volumen- und/oder Druckpulsationsbild elektro­ nisch gespeichert ist, das ein ordnungsgemäßes Funktio­ nieren der Bremsanlage repräsentiert (Standardbild), daß die aktuellen, insbesondere durch einen oder mehrere Sensoren in der Bremsanlage aufgenommenen, Volumen- und/oder Druckpulsationsbilder (aktuelle Bilder) mit dem Standardbild verglichen werden, daß bei Abweichungen eines oder mehrerer aktueller Bilder von dem Standardbild ein eine Störung anzeigendes Signal durch den elektro­ nischen Regler erzeugt wird.
Alternativ oder zusätzlich wird vorgeschlagen, daß im elektronischen Regler, vorzugsweise im Rahmen des Regelal­ gorithmus oder zusätzlich zum Regelalgorithmus, mindestens ein Körperschallspektrum elektronisch gespeichert ist, das ein ordnungsgemäßes Funktionieren der Bremsanlage repräsentiert (Standardspektrum), daß die aktuellen, insbesondere durch einen oder mehrere Sensoren in der Bremsanlage aufgenommenen Körperschallspektra (aktuelle Spektra) mit dem Standardspektrum verglichen werden, daß bei Abweichungen eines oder mehrerer aktueller Spektra von dem Standardspektrum ein eine Störung anzeigendes Signal durch den elektronischen Regler erzeugt wird.
Bei einer Bremsdruckregelanlage, insbesondere für eine Antiblockier- und/oder Antriebsschlupfregelung, die mit mindestens einer durch einen Motor angetriebenen Pumpe ausgerüstet ist, wird im Rahmen eines weiteren Ausführungsbeispiels vorgesehen, daß in einem elektronischen Regler ein oder mehrere Standardvolumen- und/oder Druckpulsationsbilder (Standardbilder), die ein ordnungsgemäßes Funktionieren der Bremsdruckregelan­ lage repräsentieren, in ihrer Abhängigkeit von der Motor­ drehzahl gespeichert sind, daß die aktuellen in der Brems­ druckregelanlage sensierten Volumen- und/oder Druckpulsa­ tionsbilder (aktuelle Bilder) bei entsprechender Motor­ drehzahl mit den Standardbildern verglichen werden, daß bei Abweichung eines oder mehrerer aktueller Bilder von dem entsprechenden Standardbild ein eine Störung anzei­ gendes Signal durch den elektronischen Regler erzeugt wird.
Anstelle des Arbeitens mit Pulsationsbildern oder zusätz­ lich zu dieser Methode wird weiterhin vorgeschlagen, daß in einem elektronischen Regler ein oder mehrere Körperschallspektra (Standardspektra), die ein ordnungsge­ mäßes Funktionieren der Bremsdruckregelanlage repräsen­ tieren, in ihrer Abhängigkeit von der Motordrehzahl gespeichert sind, daß die aktuellen in der Bremsdruck­ regelanlage sensierten Körperschallspektra (aktuelle Spektra) bei entsprechender Motordrehzahl mit den Stan­ dardspektra verglichen werden, daß bei Abweichung eines oder mehrerer aktueller Spektra von dem entsprechenden Standardspektrum ein eine Störung anzeigendes Signal durch den elektronischen Regler erzeugt wird.
Zur Durchführung der Überwachungsverfahren können im Förderstrom der Pumpe ein oder mehrere die aktuellen Volumen- und/oder Druckpulsationen erfassende Sensoren angeordnet werden.
Außerdem ist es möglich, daß mindestens ein Körperschall erzeugendes Bauteil mit einem das aktuelle Körperschall­ spektrum erfassenden Sensor ausgerüstet ist.
Die das aktuelle Körperschallspektrum erfassenden Sensoren können angebracht sein im Bereich eines Pumpenventils, Pumpenkolbens, eines Teils der Rohrleitungen, des Tandem­ hauptzylinderregelventils, des Pumpenantriebsmotors. Letzterer kann zur Erfassung der Drehzahl mit einem Dreh­ zahlsensor versehen sein, der über eine Signalleitung mit dem elektronischen Regler verbunden ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele zu entnehmen. Diese Ausführungsbeispiele werden anhand einer Figur erläutert.
Die Figur zeigt das schematisierte Schaltbild einer Brems­ druckregelvorrichtung für eine Antiblockier- und/oder Antriebsschlupfregelung.
In der Figur sind nur die für die Erläuterung der Erfin­ dung notwendigen Teile dargestellt. Weitere Einzelheiten können dem eingangs zitierten Stand der Technik entnommen werden.
In der Figur ist mit 1 die Gesamtheit eines Hauptzylinders dargestellt. 2 bezeichnet den Radzylinder der Scheiben­ bremse 3. Mit 4 ist ein elektronischer Regler bezeichnet.
5 ist der Antriebsmotor für die Pumpe 6. 7 ist der Vorratsbehälter für das Druckmedium der Pumpe 6. Mit 8 ist der Vorratsbehälter für den Hauptzylinder 1 bezeich­ net.
Wird der Kolben 9 des Hauptzylinders nach links bewegt, baut sich im Druckraum 10 ein hydraulischer Druck auf. Dieser Druck wird durch die Leitungen 11, 12, 13 an den Radzylinder 2 weitergeleitet. Mit 14 ist ein Druckmodula­ tor, der aus einer Vielzahl von Elektromagnetventilen besteht, bezeichnet. Pars pro toto ist in der Figur das Symbol eines Elektromagnetventils für die Vielzahl der Elektromagnetventile des Druckmodulators eingetragen. Es handelt sich um eine schematisierte Darstellung. Dieser Druckmodulator, siehe den oben genannten Stand der Tech­ nik, kann insbesondere aus mehreren Stromlos-Offen- und Stromlos-Geschlossen- Ventilen bestehen, die elektromagne­ tisch schaltbar sind, wobei die Schaltungen aufgrund eines im elektronischen Regler 4 installierten Regelalgo­ rithmusses erfolgen, siehe auch hierzu den eingangs zitierten Stand der Technik.
Der Druckmodulator ist in der Lage, die Leitungen 12, 13 im Normalbremsmodus zu verbinden. Im Antiblockierregel­ modus werden die Ventile des Druckmodulators durch elek­ trische Leitungen, die sie mit dem elektronischen Regler verbinden, betätigt. In der Figur ist rein symbolisch eine dieser Leitungen dargestellt, sie trägt die Bezugs­ ziffer 15.
Im Regelmodus öffnet oder schließt der Druckmodulator 14 die Verbindung zwischen den Leitungen 12, 13. Oder er stellt eine Verbindung von der Leitung 13 zur Leitung 16 her, die zum Vorratsbe­ hälter 7 führt. Die verschiedenen Positionen der Ventil­ elemente des Modulators können im Radzylinder den gewünschten Druckverlauf erzeugen. Dieser Druckverlauf umfaßt Drucksenkungs-, Druckanstiegs- und Druckkonstant­ haltephasen. Die Folge und die Länge dieser Phasen wird durch den Regelalgorithmus bestimmt, der im elektronischen Regler gespeichert ist, siehe hierzu den oben zitierten Stand der Technik.
Im Regelmodus kann die Pumpe 7 über die Druckleitungen 17 und 11 Druckmittel in den Druckraum 10 des Hauptzylin­ ders fördern. Außerdem kann die Pumpe 7 über die Drucklei­ tungen 17 und 11 Druckmittel zum Druckmodulator 14 fördern.
In der Leitung 17, die unter Druck steht, sind die von der Pumpe 7 erzeugten Volumen- und/oder Druckpulsations­ bilder sensierbar. Mit 18 ist ein Volumen- und/oder Druck­ pulsationssensor bezeichnet, der diese Bilder aufnimmt, die in Form von elektrischen Signalen über die Signallei­ tung 19 an den elektronischen Regler weitergeleitet werden.
Selbstverständlich kann der Sensor 18 auch an anderen Teilen der Anlage, insbesondere des Rohrleitungssystems oder im Druckmodulator der Bremsanlage, angeordnet werden, Voraussetzung ist, daß dort von der Pumpe erzeugte Volumen- und/oder Druckpulsationsbilder auftreten.
Der Motor 5 ist mit einem Körperschallsensor 20 versehen. Die Sensorsignale werden über die Signalleitung 21 an den elektronischen Regler weitergeleitet.
Der Motor 5 ist weiterhin mit einem Drehzahlsensor 22 ausgerüstet, der über die Signalleitung 23 mit dem elek­ tronischen Regler verbunden ist.
Es folgt die Beschreibung einiger durch die Anlage gemäß der Figur durchführbaren Verfahren:
Durch den Sensor 18 werden permanent oder in Stichproben Volumen- und/oder Pulsationsbilder aufgenommen. Diese Bilder gelangen, wie dargelegt, in Form von Signalen in den elektronischen Regler. Im elektronischen Regler werden die aktuell gemessenen Volumen- und/oder Druck­ pulsationsbilder mit einem Volumen- und/oder Druckpulsa­ tionsstandardbild, das im elektronischen Regler gespei­ chert ist, verglichen. Bei jeder oder bei bestimmten Abweichungen der aktuellen Bilder vom Standardbild wird ein, eine Störung anzeigendes, Signal durch den elektro­ nischen Regler erzeugt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß im elektronischen Regler 4 im Rahmen des Regelalgorithmus oder zusätzlich zum Regelalgorithmus ein Körperschallspektrum elektronisch gespeichert ist, das ein ordnungsgemäßes Funktionieren der Bremsanlage repräsentiert. Durch den Körperschallsensor 20 wird ein aktuelles Körperschallspektrum des Motors permanent oder stichprobenweise aufgenommen und in Form von elektrischen Signalen an den elektronischen Regler weitergeleitet. Im elektronischen Regler wird das aktuelle, das heißt gemessene, Spektrum mit dem gespeicherten Standardspektrum verglichen. Bei jeder oder bei bestimmten Abweichungen wird ein Signal erzeugt, das die Störung anzeigt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden im elektronischen Regler 4 Standardbilder der Volumen- und/oder Druckpulsation in der Abhängigkeit von der Dreh­ zahl des Motors 5 gespeichert. Sie stellen das Muster dar, das als Vergleichsbasis für die aktuellen Volumen- und/oder Druckpulsationsbilder bei verschiedenen Dreh­ zahlen des Motors dient. Diese sensierten, aktuellen Bilder werden durch den Körperschallsensor 20 bei verschiedenen Drehzahlen aufgenommen und über die Leitung 21 an den elektronischen Regler 4 weitergeleitet. Bei jeder oder bei bestimmten Abweichungen der aktuellen Bilder von den Standardbildern wird ein, eine Störung anzeigendes, Signal durch den elektronischen Regler erzeugt.
Es können im elektronischen Regler ein oder mehrere Körperschallspektra, die ein ordnungsgemäßes Funktionieren der Bremsdruckregelanlage repräsentieren, als Standard­ spektra in Abhängigkeit von der Motordrehzahl gespeichert sein. Diese Standardspektra werden dann mit den durch den Körperschallsensor 20 bei verschiedenen Drehzahlen des Motors aufgenommenen aktuellen Spektra verglichen. Bei jeder oder bei bestimmten Abweichungen wird das beschriebene, die Störung anzeigende Signal erzeugt.
Der Körperschallsensor 20, der in der Figur am Motor angebracht ist, kann in jedem anderen Bereich der Anlage, der einen Körperschall erzeugt, untergebracht werden. Voraussetzung ist, daß der Körper­ schall eine Indikation über das aktuelle Arbeiten der Anlage darstellt.
Bevorzugte Teile für die Erfassung eines solchen Körper­ schalls sind Pumpenventile, Pumpenkolben, Teile der Rohr­ leitungen, Ventile im Tandemhauptzylinder und weitere Teile des Antriebsmotors.
Für die Erfassung des Körperschalls der Teile der Pumpe ist der Sensor 24 vorgesehen.
Liste der Einzelteile
 1 Hauptzylinder
 2 Radzylinder
 3 Scheibenbremse
 4 elektronischer Regler
 5 Antriebsmotor
 6 Pumpe
 7 Vorratsbehälter
 8 Vorratsbehälter
 9 Kolben
10 Druckraum
11 Leitung
12 Leitung
13 Leitung
14 Druckmodulator/Elektromagnetventile
15 Leitung
16 Leitung
17 Leitung
18 Sensor
19 Leitung
20 Sensor
21 Leitung
22 Sensor
23 Leitung
24 Sensor

Claims (14)

1. Verfahren zur Überwachung einer Hydraulikanlage, insbe­ sondere einer hydraulischen Bremsanlage, vorzugsweise zur Regelung des hydraulischen Drucks im Rahmen einer Antiblockier- und/oder Antriebsschlupfregelung, mit einer Volumen- und/oder Druckpulsationen erzeugenden Einheit, beispielsweise einer oder mehrerer Pumpen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß permanent oder in Stichproben die Volumen- und/oder Druckpulsationsbilder aufgenommen und überprüft werden, daß die Volumen- und/oder Druckpulsationsbilder als Indiz für ein ordnungsgemäßes Funktionieren der Anlage, insbesondere der die Volumen- und/oder Druckpulsa­ tionen erzeugenden Einheit, beispielsweise einer Pumpe, genutzt werden.
2. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 1, zur Überwa­ chung einer Hydraulikanlage, insbesondere einer hydrau­ lischen Bremsanläge, vorzugsweise zur Regelung des hydrau­ lischen Drucks im Rahmen einer Antiblockier- und/oder Antriebsschlupfregelung, mit mindestens einem Körper­ schallspektra erzeugenden Bauteil, beispielsweise Pumpenventil-, Pumpenkolben-, Rohrleitungs-, Tandemhaupt­ zylinderventil- und/oder Motorteil, dadurch gekennzeich­ net, daß permanent oder in Stichproben die Körperschall­ spektra aufgenommen und überprüft werden, daß die Körper­ schallspektra als Indiz für ein ordnungsgemäßes Funktio­ nieren der Anlage, insbesondere des die Körperschallspek­ tra erzeugenden Bauteils, beispielsweise Pumpenventil-, Pumpenkolben-, Rohrleitungs-, Tandemhauptzylinderventil­ und/oder Motorteils, genutzt werden.
3. Verfahren nach einem oder beiden der vorangegangenen Ansprüche zur Überwachung einer Bremsdruckregelanlage für eine Antiblockier- und/oder Antriebsschlupfregelung mit einem elektronischen Regler, in dem vorzugsweise ein Regelalgorithmus gespeichert ist, dadurch gekennzeich­ net, daß im elektronischen Regler, vorzugsweise im Rahmen des Regelalgorithmus oder zusätzlich zum Regelalgorithmus, mindestens ein Volumen- und/oder Druckpulsationsbild elektronisch gespeichert ist, das ein ordnungsgemäßes Funktionieren der Bremsanlage repräsentiert (Standard­ bild), daß die aktuellen, insbesondere durch einen oder mehrere Sensoren in der Bremsanlage aufgenommenen, Volu­ men- und/oder Druckpulsationsbilder (aktuelle Bilder) mit dem Standardbild verglichen werden, daß bei Abwei­ chungen eines oder mehrerer aktueller Bilder von dem Standardbild ein eine Störung anzeigendes Signal durch den elektronischen Regler erzeugt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche zur Überwachung einer Bremsdruckregelanlage für eine Antiblockier- und/oder Antriebsschlupfregelung mit einem elektronischen Regler, in dem vorzugsweise ein Regelalgo­ rithmus gespeichert ist, dadurch gekennzeichnet, daß im elektronischen Regler, vorzugsweise im Rahmen des Regelalgorithmus oder zusätzlich zum Regelalgorithmus, mindestens ein Körperschallspektrum elektronisch gespei­ chert ist, das ein ordnungsgemäßes Funktionieren der Bremsanlage repräsentiert (Standardspektrum), daß die aktuellen, insbesondere durch einen oder mehrere Sensoren in der Bremsanlage aufgenommenen Körperschallspektra (aktuelle Spektra) mit dem Standardspektrum verglichen werden, daß bei Abweichungen eines oder mehrerer aktueller Spektra von dem Standardspektrum ein eine Störung anzei­ gendes Signal durch den elektronischen Regler erzeugt wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche zur Überwachung einer Bremsdruckregelanlage, insbesondere für eine Antiblockier- und/oder Antriebs­ schlupfregelung, mit mindestens einer durch einen Motor angetriebenen Pumpe, dadurch gekennzeichnet, daß in einem elektronischen Regler ein oder mehrere Standardvolumen- und/oder Druckpulsationsbilder (Standardbilder), die ein ordnungsgemäßes Funktionieren der Bremsdruckregelan­ lage repräsentieren, in ihrer Abhängigkeit von der Motor­ drehzahl gespeichert sind, daß die aktuellen in der Bremsdruckregelanlage sensierten Volumen- und/oder Druck­ pulsationsbilder (aktuelle Bilder) bei entsprechender Motordrehzahl mit den Standardbildern verglichen werden, daß bei Abweichung eines oder mehrerer aktueller Bilder von dem entsprechenden Standardbild ein eine Störung anzeigendes Signal durch den elektronischen Regler erzeugt wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche zur Überwachung einer Bremsdruckregelanlage, insbesondere für eine Antiblockier- und/oder Antriebs­ schlupfregelung, mit mindestens einer durch einen Motor angetriebenen Pumpe, dadurch gekennzeichnet, daß in einem elektronischen Regler ein oder mehrere Körperschallspektra (Standardspektra), die ein ordnungsgemäßes Funktionieren der Bremsdruckregelanlage repräsentieren, in ihrer Abhän­ gigkeit von der Motordrehzahl gespeichert sind, daß die aktuellen in der Bremsdruckregelanlage sensierten Körper­ schallspektra (aktuelle Spektra) bei entsprechender Motor­ drehzahl mit den Standardspektra verglichen werden, daß bei Abweichung eines oder mehrerer aktueller Spektra von dem entsprechenden Standardspektrum ein eine Störung anzeigendes Signal durch den elektronischen Regler erzeugt wird.
7. Bremsanlage für die Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Förderstrom der Pumpe (6) ein oder mehrere die aktuellen Volumen- und/oder Druckpulsationen erfassende Sensoren (18) angeordnet sind.
8. Bremsanlage für die Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Körperschall erzeugendes Bauteil mit einem das aktuelle Körperschall­ spektrum erfassenden Sensor ausgerüstet ist.
9. Bremsanlage für die Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Pumpenventil mit einem das aktuelle Körperschallspektrum erfassenden Sensor ausgerüstet ist.
10. Bremsanlage für die Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Pumpenkolben mit einem das aktuelle Körperschallspektrum erfassenden Sensor ausgerüstet ist.
11. Bremsanlage für die Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Rohrleitungen mit einem das aktuelle Körperschallspektrum erfassenden Sensor ausgerüstet ist.
12. Bremsanlage für die Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Tandemhaupt­ zylinderregelventil mit einem das aktuelle Körperschallspektrum erfassenden Sensor ausgerüstet ist.
13. Bremsanlage für die Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenantriebsmotor (5) mit einem das aktuelle Körperschallspektrum erfassenden Sensor (20) ausgerüstet ist.
14. Bremsanlage für die Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenantriebsmotor (5) mit einem Drehzahlsensor (22) versehen ist, der über eine Signalleitung (23) mit dem elektronischen Regler (4) verbunden ist.
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