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Title:
METHOD AND DEVICE FOR MONITORING A BRAKE SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/053756
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and device for monitoring a brake system for motor vehicles, comprising an electronic controlling and regulating unit (16) in addition to a hydraulic pressure accumulator (21), which serves as an auxiliary power source and is divided into two chambers by a medium separating element. The first chamber is filled with a gas and the second chamber is filled with a liquid pressure medium. In order to conduct a reliable monitoring of the pressure accumulator, the invention provides that the number of partial strokes of the medium separating element is detected. To this end, brake actuations are weighted and counted according to their duration and intensity. When the sum of the weighting factors reaches a predetermined number, a warning indicates an impending damage to the medium separating element. This enables the use of a medium separating element, which is more cost-effective and even more insensitive and forgoes extensive protective measures against mechanical loads.

Inventors:
BUSCHMANN GUNTHER (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/014479
Publication Date:
July 03, 2003
Filing Date:
December 18, 2002
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL TEVES AG & CO OHG (DE)
BUSCHMANN GUNTHER (DE)
International Classes:
B60T8/17; B60T8/40; B60T8/88; B60T17/22; F15B1/08; F15B19/00; (IPC1-7): B60T8/40; B60T17/22; F15B19/00
Foreign References:
DE10060225A12001-10-31
GB2042645A1980-09-24
US3662333A1972-05-09
EP0310113A21989-04-05
DE19603863A11997-08-07
Attorney, Agent or Firm:
CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG (Guerickestrasse 7 Frankfurt am Main, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Überwachung einer Bremsanlage für Kraft fahrzeugemit einer. elektronischen Steuerund Regelein heit, sowie einem als Hilfsdruckquelle dienenden hydrau lischen Druckspeicher, der durch ein Medientrennungsele ment in zwei Kammern unterteilt ist, von denen die erste Kammer mit einem Gas und die zweite Kammer mit einem flüssigen Druckmittel gefüllt ist, dadurch gekennzeich net, dass die Ladeund Entladevorgänge des Druckspei chers erfasst und im Sinne der Erkennung einer drohenden Beschädigung des Medientrennungselementes elektronisch ausgewertet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Auswertung der Ladeund Entladevorgänge eine Einteilung der innerhalb eines Bremsvorgangs auftreten den Maximaldruckwerte in verschiedene Klassen erfolgt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Klassen durch Druckund/oder Zeit dauerwerte festgelegt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich net, dass eine Klasse der vollständigen Entladung des Druckspeichers entspricht.
5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich net, dass weitere Klassen einem zeitlich andauernden An tiBlockierRegelvorgang (ABSRegelung) mit unterschied lichen Blockierdruckwerten zugeordnet werden.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekenn zeichnet, dass die Dauer der ABSRegelung vorzugsweise mindestens 500 msec beträgt.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Klassen Normalbremsungen unterschiedlicher Stär ke zugeordnet werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, dass den Klassen hinsichtlich der drohen den Beschädigung des Medientrennungselementes gewichtete Faktoren zugeordnet werden.
9. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Warnsignal erzeugt wird, wenn die Summe der Gewich tungsfaktoren einen vorher festgelegten Zahlenwert über schreitet.
10. Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einer elektronischen Steuerund Regeleinheit, sowie einem als Hilfs druckquelle dienenden hydraulischen Druckspeicher, der im Inneren durch ein Medientrennungselement in zwei Kam mern unterteilt ist, von denen die erste Kammer mit ei nem Gas und die zweite Kammer mit einem flüssigen Druck mittel gefüllt ist dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuerund Regeleinheit Mittel enthält, die die Ladeund Entladevorgänge des Druckspeichers er fassen und im Sinne der Erkennung einer drohenden Be schädigung des Medientrennungselementes elektronisch auswerten.
11. Bremsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuerund Regeleinheit weitere elektronische Mittel enthält, die bei der Auswertung der Ladeund Entladevorgänge eine Einteilung der innerhalb eines Bremsvorgangs auftretenden Maximaldruckwerte in verschiedene Klassen vornehmen.
12. Bremsanlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn zeichnet, dass eine Zählervorrichtung vorgesehen ist, die die Gewichtungsfaktoren zu einer Summe addiert.
13. Bremsanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, die ein Warnsignal erzeu gen, wenn der Zählerstand einen vorher festgelegten Zah lenwert überschreitet.
14. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Medientrennungselement aus ei nem metallischen Faltenbalg besteht.
Description:
Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung einer Bremsanlage Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung einer Bremsanlage für Kraftfahr- zeuge mit einer elektronischen Steuer-und Regeleinheit, so- wie einem als Hilfsdruckquelle dienenden hydraulischen Druck- speicher, der durch ein Medientrennungselement in zwei Kam- mern unterteilt ist, von denen die erste Kammer mit einem Gas und die zweite Kammer mit einem flüssigen Druckmittel gefüllt ist.

Eine derartige Bremsanlage ist beispielsweise aus der inter- nationalen Patentanmeldung WO 99/41125 bekannt. Hierbei han- delt es sich um eine elektrohydraulische Bremsanlage vom Typ "Brake-by-Wire", die Mittel zur Detektion von sich im System befindlichen Gasen aufweist.

Als Hilfsdruckquelle in der eben genannten Anlage ist der aus der internationalen Patentanmeldung WO 00/31420 bekannte Druckmittelspeicher einsetzbar. Bei diesem Druckspeicher be- steht das Medientrennungselement aus einem metallischen Fal- tenbalg. Um eine ausreichende Zeitfestigkeit hinsichtlich des vollen funktionalen Umfangs zu erreichen, ist der Faltenbalg aus dünnwandigem Material gefertigt. Dies hat zur Folge, dass durch aufwendige und kostenintensive Maßnahmen verhindert werden muss, dass sich der Faltenbalg übermäßig im Betrieb dehnt, was als weniger vorteilhaft anzusehen ist. Außerdem wird die geringere Druckfestigkeit gegenüber einem dickwandi- geren Faltenbalg als nachteilig angesehen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Ver- fahren zur Überwachung des Medientrennungselements hinsicht- lich seiner betriebsbedingten Materialermüdung zu entwickeln.

Damit soll ein Medientrennungselement mit größerer Material- stärke-und somit geringerer Zeitfestigkeit zum Einsatz kom- men, das gegenüber starken Dehnungen unempfindlicher ist und auf spezielle Schutzmaßnahmen hinsichtlich mechanischer Bela- stungen verzichten kann.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, dass die Lade-und Entladevorgänge des Druckspeichers erfasst und im Sinne der Erkennung einer drohenden Beschädigung des Medien- trennungselementes elektronisch ausgewertet werden.

Zur Konkretisierung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass bei der Auswertung der Lade-und Entladevorgänge eine Einteilung der innerhalb eines Bremsvorgangs auftretenden Maximaldruckwerte' (oder Blockierdruckwerte) in verschiedene Klassen erfolgt und dass diese Klassen durch Druck-und/oder Zeitdauerwerte festgelegt werden.

Weitere vorteilhafte Merkmale des erfindungsgemäßen Verfah- rens sind den Unteransprüchen 4 bis 10 entnehmbar.

Die erfindungsgemäße Bremsanlage zur Durchführung des vorhin beschriebenen Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die elektronische Steuer-und Regeleinheit Mittel enthält, die die Lade-und Entladevorgänge des Druckspeichers erfassen und im Sinne der Erkennung einer drohenden Beschädigung des Me- dientrennungselementes elektronisch auswerten.

Weitere vorteilhafte Merkmale der erfindungsgemäßen Brem- sanlage sind den Unteransprüchen 12 bis 15 entnehmbar.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur eine schema- tische Darstellung einer elektrohydraulischen Bremsanlage, bei der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann, zeigt.

Die in der Zeichnung lediglich schematisch dargestellte Bremsanlage besteht im wesentlichen aus einem mittels eines Bremspedals 1 betätigbaren, zweikreisigen hydraulischen Druckerzeuger bzw. Hauptbremszylinder 2 in Tandemausfüh- rung, einem mit dem Tandemhauptzylinder 2 zusammenwirkenden Wegsimulator 3, einem dem Tandemhauptzylinder 2 zugeordne- ten Druckmittelvorratsbehälter 4, einer hydraulischen Druckquelle, einer lediglich schematisch angedeuteten Steu- ereinheit HCU 6, die u. a. sämtliche, für Druckregelvorgänge erforderlichen Komponenten enthält und an die beispielswei- se der Hinterachse des Kraftfahrzeugs zugeordnete Radbrem- sen 7,8 angeschlossen sind, sowie einer elektronischen Steuer-und Regeleinheit ECU 16. Zur Ermittlung der Dreh- zahl der Fahrzeugräder dienen lediglich angedeutete Radsen- soren 24,25. Der an sich bekannte Tandemhauptzylinder 2 weist durch zwei Kolben 9, 10, begrenzte, voneinander ge- trennte Druckräume 14,15 auf, die sowohl mit dem Druckmit- telvorratsbehälter 4 als auch über die HCU 6 mit den Fahr- zeugbremsen 7,8,-,-verbindbar sind. Die vorhin erwähnte Druckquelle wird durch ein Motor-Pumpenaggregat 20, das aus einem Elektromotor 22 sowie eine vom Elektromotor 22 ange- triebene Pumpe 23 besteht, ein der Pumpe parallel geschal- tetes Druckbegrenzungsventil 26 sowie einen durch die Pumpe 23 aufladbaren Hochdruckspeicher 21, dessen Medientrennung- selement ein metallischer Faltenbalg ist, gebildet. Der vom Hochdruckspeicher 21 aufgebrachte hydraulische Druck wird von einem Drucksensor 35 überwacht.

Wie weiterhin der Zeichnung zu entnehmen ist, sind die Rad- bremsen 7,8 an den ersten Druckraum 14 mittels einer Lei- -tung 5 angeschlossen, in der ein Trennventil 11 eingefügt-- ist, das als stromlos offenes (SO-) 2/2-Wegeventil ausge- führt ist und ein Absperren des ersten Druckraums 14 ermög- licht. Eine zweite hydraulische Leitung 34 verbindet die Druckseite der Pumpe 23 bzw. den Hochdruckspeicher 21 mit den Eingangsanschlüssen von zwei elektromagnetisch betätig- baren, analog regelbaren, vorzugsweise stromlos geschlosse- nen (SG-) 2/2-Wegeventilen bzw. Einlassventilen 17,18, die den Radbremsen 7 und 8 vorgeschaltet sind. Ein weiteres Paar von ebenfalls elektromagnetisch betätigbaren, analog regelbaren, vorzugsweise stromlos geschlossenen (SG-) 2/2- Wegeventilen bzw. Auslassventilen 27,28 ermöglicht eine Verbindung der Radbremse 7,8 mit dem Druckmittelvorratsbe- hälter 4, während ein elektromagnetisch betätigbares, vor- zugsweise stromlos offenes (SO-) Druckausgleichsventil 13 eine radindividuelle Regelung der in den Radbremsen 7,8 eingesteuerten Drücke ermöglicht.

Außerdem sind den Radbremsen 7,8 Drucksensoren 30,31 zu- geordnet, mit deren Hilfe der in den Radbremsen 7,8 herr- schende hydraulische Druck ermittelt wird. Die vorhin er- wähnte elektronische Regel-und Steuereinheit ECU 16, der die Ausgangssignale der Drucksensoren 19,30, 31,35, der Raddrehzahlsensoren 24,25, sowie einer vorzugsweise redun- dant ausgeführten Bremswunscherfassungseinrichtung 33 zuge- führt werden, die dem Hauptbremszylinder 2 zugeordnet ist, dient der Ansteuerung des Motor-Pumpen-Aggregats 20 sowie der vorhin erwähnten Ventile 11,13, 17,18, 27,28.

Der elektronischen Steuer-und Regeleinheit ECU 16 der vor- hin beschriebenen Bremsanlage, deren Betrieb dem Fachmann bekannt ist, werden unter anderem die Ausgangssignale der Drucksensoren 30,31 zugeführt. Darüber hinaus wird in der ECU 16 durch Auswertung der Ausgangssignale-der-Radsensoren 24,25 erkannt, wenn ein Anti-Blockier-Regelvorgang (ABS- Regelung) stattfindet. In diesem Fall erfolgt ein mehrmali- ges Teilentleeren des Druckspeichers 21, während im Normal- bremsmodus der Druckspeicher 21 lediglich einmal teilent- leert wird. Die teilweise Entleerung des Druckspeichers 21 und der in der Bremsanlage einzustellende Druck sind von- einander abhängig. Daher kann bei einer Druckmittelentnahme aus dem einzustellenden Druck das Maß der Entleerung und damit die Größe des Hubs, den der Faltenbalg bei der Druck- mittelentnahme durchführt, bestimmt werden. Jeder Lade-und Entladevorgang wird mit Hilfe eines in der ECU 16 abgeleg- ten Algorithmus einer zeit-und/oder druckabhängigen Klasse zugeordnet und mit definierten Faktoren gewichtet. So wird einer vollständigen Entladung ein Gewichtungsfaktor zuge- ordnet, der beispielweise dem Zahlenwert 10 entspricht. Ei- ne ABS-Regelung, die länger als 500 msec andauert und deren Blockierdruckwert größer als 80 bar ist, wird mit einem Ge- wichtungsfaktor gewertet, der beispielsweise dem Zahlenwert 6 entspricht, und eine Regelung mit einem Blockierdruckwert zwischen 30 bar und 80 bar mit einem Gewichtungsfaktor von beispielsweise 5. Ebenso wird eine ABS-Regelung von minde- stens 500 msec Dauer und einem Blockierdruckwert kleiner als 30 bar mit einem Gewichtungsfaktor gewertet, der bei- spielsweise dem Zahlenwert 4 entspricht.

Im Normalbremsmodus wird der benötigte Maximaldruckwert in der Bremsanlage als charakteristische Größe für den Hub verwendet. Dabei wird eine Normalbremsung mit einem Maxi- maldruckwert von mehr als 80 bar mit einem Gewichtungsfak- tor gewertet, der beispielsweise dem Zahlenwert 3 ent- spricht, und dementsprechend werden Normalbremsungen mit Maximaldruckwerten zwischen 30 bar und 80 bar mit einem Ge- wi-chtungsfaktor von beispielsweise 2 und Normalbremsungen mit Maximaldruckwerten von weniger als 30 bar mit einem Ge- wichtungsfaktor von beispielsweise 1 gewertet. Diese Ge- wichtungsfaktoren werden in einer in der ECU 16 enthaltenen elektronischen Zählervorrichtung abgelegt und miteinander addiert. Ist die Summe dieser Gewichtungsfaktoren bzw. der Zählerstand größer als eine vorher festgelegte Zahl, so muss der Faltenbalg aufgrund der aufgetretenen Materialer- müdung ausgetauscht werden. Die Notwendigkeit des Aus- tauschs wird dem Fahrer durch ein nicht dargestelltes Warn- signal, beispielsweise durch Aufleuchten einer Kontroll- lampe, angezeigt.

Auf diese Weise ist es möglich, den Faltenbalg hinsichtlich seiner betriebsbedingten Materialermüdung zu überwachen.

Damit kann ein weniger empfindlicher Faltenbalg mit einer dickeren Materialstärke Verwendung finden, der Vorteile in finanzieller und herstellungstechnischer Hinsicht bietet.