(57)【要約】【課題】  ブレーキ・ブースタを有するブレーキ・システムの機能を検査するための方法を提供する。【解決手段】  自動車の負圧ブレーキ・システムの正常機能、特に圧力センサ４８、およびブレーキ・システムの負圧領域内に配置される圧力センサ５０の出力信号ＰＵを検査するために使用される方法が記載される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１０）とブレーキ・ブースタとを有する車両のブレーキ・システムの機能を検査するための方法であって、前記ブレーキ・ブースタが、補助エネルギーとして負圧を用いて動作し、圧力センサ（５０）が、前記ブレーキ・システムの負圧領域内に提供される方法において、
ブレーキ圧（ｐＢｒａｋｅ）が、前記車両の制動プロセス中に感知され、前記ブレーキ圧（ｐＢｒａｋｅ）が規定の第１の圧力範囲（ＤＢ）内にあるとき、制動プロセスの開始前における前記圧力センサ（５０）の出力信号（ｐＵ１）がメモリに格納されており、制動プロセスの終了後、前記圧力センサ（５０）の現行出力信号（ｐＵ２）と、前記メモリに格納された出力信号（ＳＤＳ１）とから差が生成され、前記差（Δｐ）が、前記負圧領域を含む前記ブレーキ・システムの機能を調べるために評価されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記差（Δｐ）が規定の第１のしきい値（ＳＷ１）と比較され、前記差（Δｐ）が規定の第１のしきい値（ＳＷ１）よりも小さい場合に、故障が疑われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
故障が疑われる場合および前記差（Δｐ）が前記第１のしきい値（ＳＷ１）よりも小さい場合のいずれか一方または両方の場合に、診断カウンタの値が増加されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記差（Δｐ）が前記第１のしきい値（ＳＷ１）以上である場合に、診断カウンタの値が減少されることを特徴とする請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
診断カウンタの値が規定の第２のしきい値（ＳＷ２）よりも大きい場合に、故障メモリへの登録、および故障信号の出力のいずれか一方または両方が実行されることを特徴とする請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
前記制動プロセスの開始時に前記車両が規定の速度領域内にある場合にのみ行われることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
直前の先行する制動プロセスの終了と、次の制動プロセスの開始との間で、規定の最小時間（Δｔｍｉｎ）よりも長い時間が経過した場合にのみ行われることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記内燃機関の始動後、圧力制限値（ＤＧＷ）未満の圧力に対応する出力信号（ｐｕ）を前記圧力センサが出力するまでの時間（ΔＴ）が測定されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記時間（ΔＴ）が第３のしきい値（ＳＷ３）よりも大きい場合に、故障メッセージが出力されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記時間（ΔＴ）の測定中に制動プロセスが行われていない場合にのみ、故障メッセージが前記制御ユニット（４２）によって出力されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記圧力センサ（５０）の出力信号が電気的に適正であるかどうか調べるために検査されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法で使用できるようにプログラムされたことを特徴とする開ループ制御および閉ループ制御のいずれか一方または両方を行う制御デバイス（４２）。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法でコンピュータを機能させるようにプログラムされたことを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
ブレーキ・ブースタを有するブレーキ・システムは、ほぼ全ての大量生産車で標準的なものである。ブレーキ・システムならびにブレーキ・ブースタは安全性に深く関わるので、ブレーキ・システムの機能の継続的な検査が、車両の寿命にわたる車両の安全な動作に非常に重要である。
【０００２】
特に、ディーゼル法に従って内燃機関が動作する車両の場合、しばしば負圧ポンプが使用され、この負圧ポンプは、内燃機関のクランクシャフトによって間接的または直接的に駆動されて、ブレーキをブーストするのに必要な負圧を利用できるようにする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第１００  ５２  ２５７  Ａ１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１９９  ３５  ８９９  Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、ブレーキ・ブースタを有するブレーキ・システムの機能を検査するための方法であって、特に、高い信頼性および高い費用対効果でブレーキ・ブースタの負圧システムの動作不良を検出し、それにより、ブレーキ・システムの動作不良により生じ得る車両乗員に対する危険を事前に検出して前記危険を回避する方法を利用できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、本発明によれば、内燃機関とブレーキ・ブースタとを有する車両のブレーキ・システムの機能を検査するための方法であって、ブレーキ・ブースタが、補助エネルギーとして負圧を用いて動作し、圧力センサが、ブレーキ・システムの負圧領域内に提供され、ブレーキ圧が、車両の制動プロセス中に感知され、ブレーキ圧が規定の第１の圧力範囲内にあるとき、制動プロセスの開始前における圧力センサの出力信号がメモリに格納されており、制動プロセスの終了後、圧力センサの現行出力信号と、メモリに格納された出力信号とから差が生成され、この差が、ブレーキ・システム、特に負圧領域の正常機能または発生している可能性がある動作不良を特定するために使用される方法によって実現される。
【０００６】
本発明による方法は、正常なブレーキ・システムでは、制動操作中のブレーキ圧と、それに続くブレーキ・ブースタの負圧領域内での圧力の変化との間に所定の再現性のある関係があるということを利用する。高いブレーキ圧を発生させる場合、ブレーキ・ブースタの負圧蓄圧器から、より多くの補助エネルギーが必要とされ、したがって、負圧蓄圧器での圧力は、ブレーキ・ペダルの解放後または制動プロセスの終了後に増加する。制動プロセスの開始前に圧力センサの出力信号が感知されて、バッファに格納され、その後、制動プロセスの終了後に、圧力センサの現行出力信号とバッファに格納された出力信号とから差が生成される場合、異常動作するポンプによるものであれ、負圧システムでの漏れによるものであれ、負圧領域の動作不良を検出することができる。この文脈では、制動操作前および後に、制動プロセス中のブレーキ圧とブレーキ・システムの負圧領域内の圧力の変化との関係を考慮する必要がある。これは、ブレーキ圧が規定の圧力範囲内にある場合にのみ本発明の方法を利用することによって、あるいは上で指定された関係をモデル化する特性曲線または特性図を実装することによって行うことができる。
【０００７】
実際、制動プロセスの終了後に、先立って、圧力センサの２つの出力信号の差Δｐが所定の第１のしきい値よりも小さい場合、故障が疑われる。本発明による方法のさらなる有利な改良形態では、この場合、同時に、診断カウンタの値を増加させることができる。それに対応して、差Δｐが第１のしきい値以上である場合、診断カウンタの値は減少される。このとき、これは、ブレーキ・システム、特にブレーキ・システムの負圧領域が適正であることを証明するものとして評価される。
【０００８】
診断カウンタの値が規定の第２のしきい値よりも大きい場合、故障メモリへの登録が行われ、かつ／または故障信号が出力される。このとき、車両を修理場に運び、故障信号の発生の原因を特定して、適宜なくす必要がある。
【０００９】
本発明のさらに有利な改良形態では、制動プロセスの開始時に車両が規定の速度領域内にある場合にのみ方法が行われるように企図される。本発明による方法を行うことができるようにするさらなる基準は、制動プロセスの開始前に十分に長い時間にわたって制動プロセスが行われていないことであり、なぜなら、その場合にのみ、負圧ポンプが、圧力蓄圧器において十分な負圧を蓄圧しており、その結果、追跡でき再現性のある圧力状態がブレーキ・システム内に生じることが確実にされるからである。
【００１０】
本発明による方法が行われる前に、ブレーキ・システム、特にブレーキ・システムの負圧領域の気密性を調べるために、本発明による方法のさらに有利な改良形態では、内燃機関の始動後、圧力制限値ＤＧＷ未満の圧力に対応する出力信号を圧力センサが出力するまでの時間ΔＴが求められる。
【００１１】
この条件が満たされる場合、内燃機関の始動後に十分に短時間のうちに指定の負圧制限値ＤＧＷ未満となるので、これは、ほぼ間違いなく負圧システムが機能していることを意味する。ブレーキ・システム内で負圧ポンプの動作不良または漏れが生じている場合、規定の時間Δｔ以内で十分に低いブレーキ負圧を蓄圧することはできない。このようにして特定される故障により、故障メッセージが出力されるか、または故障メモリへの対応する登録が行われる。
【００１２】
本発明のさらなる有利な改良形態では、時間Δｔの測定中に制動プロセスが行われなかったときにのみ、制御ユニットによって故障メッセージが出力される。時間Δｔの測定中に制動プロセスが現に行われた場合、圧力制限値に達するまで遅延が生じ、この点で、時間Δｔの超過が、負圧ポンプの動作不良に関する指標または負圧システムの気密性の指標として使用されない。
【００１３】
本発明による方法を確実にするさらなる手法として、圧力センサの出力信号が電気的に適正であるかどうかを調べるために検査されることが企図される。圧力センサが、バス、特にＣＡＮバスによって制御ユニットに接続されるか、信号線を介して制御ユニットに接続されるかに応じて、従来技術から知られている様々な手法で圧力センサの出力信号が検査される。
【００１４】
また、冒頭で言及した目的は、本発明の方法に従って動作する開ループおよび閉ループ制御デバイスおよびコンピュータ・プログラムによって実現される。
【００１５】
本発明のさらなる利点および有利な改良形態は、以下の図面、その説明、および特許請求の範囲から分かる。図面、その説明、および特許請求の範囲で開示される特徴は全て、個別に、または互いに所望の組合せで、本発明の本質を成すものとなりうる。
【００１６】
以下、本発明の例示的な実施形態を、図面を参照しながら例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】内燃機関の概略図である。
【図２】本発明による方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明の技術分野を示す。特に、図１は、ピストン１４によって可動式に封止された燃焼室１２を有する内燃機関１０を示す。燃焼室１２の充満の変更は、少なくとも１つの入口弁１６および少なくとも１つの出口弁１８によって制御され、これらの弁は、このために、対応するアクチュエータ２０、２２によって作動される。図１の改良形態では、燃焼室１２の充満空気中に燃料を計量供給するために、噴射器２４が使用される。得られた燃料と空気との混合気が、点火プラグ２６によって点火される。燃焼室１２への空気充満は、吸気コネクタ３０を有する吸気マニホルド２８から行われる。吸気マニホルド２８は、絞り弁アクチュエータ３４によって作動される絞り弁３２と、空気質量流量計３６とを有する。
【００１９】
内燃機関１０は、開ループおよび閉ループ制御デバイス４２（例えば「デジタル・モータ・エレクトロニクス（ＤＭＥ）」とも呼ばれる）によって制御され、このデバイスは、このために、内燃機関１０の様々な動作パラメータを表す信号を処理する。図１の例示では、特に、空気質量流量計３６の信号ｍＬ、運転者のトルク要求を感知する運転者要求信号発生器４４の信号ＦＷ、内燃機関４０のクランクシャフトの回転速度を感知する回転速度信号発生器４６の信号ｎ、および環境圧力センサ４８の信号Ｐ＿Ｌである。環境圧力センサ４８は、吸気コネクタ３０の領域内に配置される。
【００２０】
当然、現代の内燃機関１０は、多数のさらなる信号発生器および／またはセンサ（明瞭にするためにここでは図示せず）を装備される。そのようなセンサの例は、温度センサ、さらなる圧力センサ、排気ガス・センサなどである。この点で、信号発生器３６、４４、４６、および４８の列挙は、決定的なものとは意図されていない。ただし、開ループおよび閉ループ制御デバイス４２は、様々な動作パラメータを、他の測定された動作パラメータに基づいて計算モデルを使用してモデル化することができるので、開ループおよび閉ループ制御デバイス４２によって処理される各動作パラメータごとに個別のセンサが存在する必要はない。
【００２１】
開ループおよび閉ループ制御デバイス４２は、受信された信号から、送信機信号、とりわけ内燃機関１０が発生すべきトルクを設定するための操作変数を生成する。図１における改良形態では、これらは特に、噴射器２４を作動させるための操作変数Ｓ＿Ｋ、点火プラグ２６を作動させるための操作変数Ｓ＿Ｚ、および絞り弁アクチュエータ３４を作動させるための操作変数Ｓ＿Ｌ＿ＤＫである。さらに、開ループおよび閉ループ制御デバイス４２は、本発明による方法またはその改良形態の１つを行うように、かつ／または対応する方法手順を制御するように構成され、特にプログラムされる。
【００２２】
図１から明らかなように、内燃機関１０は、負圧ポンプ４９に結合され、負圧ポンプ４９を駆動させる。負圧ポンプ４９は、ブレーキ・ブースタが必要とする補助エネルギーを負圧の形で利用できるようにする。明瞭にするために、ブレーキ・システムの残りの部分は図示しない。
【００２３】
負圧領域内に、すなわち負圧ポンプ４９の吸気側に、圧力センサ５０が存在し、この圧力センサ５０は、負圧領域内の負圧ｐｕを感知する。圧力センサ５０の出力信号は、バス、特にＣＡＮバスとして構成することもできる信号線（参照符号なし）を介して開ループおよび閉ループ制御デバイス４２に伝送される。さらに、運転者要求信号発生器４４に加えて、制動要求信号発生器５２に結合されたブレーキ・ペダルが存在する。対応する制動要求ＢＷも、信号接続を介して開ループおよび閉ループ制御デバイス４２に伝送される。
【００２４】
図２に、本発明による方法の流れ図を示し、以下に説明する。本方法の出発点は、負圧ｐｕであり、これは、圧力センサ５０によって負圧領域内で検出され、本発明による方法に関する入力変数として使用される。
【００２５】
第１の機能ブロック１００で、圧力センサ５０の出力信号が読み込まれる。センサ信号がアナログ出力信号として符号化されているか、またはバス信号として符号化されているかに応じて、本方法は、第１の分岐点１０２で、第２の機能ブロック１０４または第３の機能ブロック１０６に分岐する。第２の機能ブロック１０４では、圧力センサ５０またはその出力信号の電気的診断が行われる。圧力センサ５０がデータ・バス、特にＣＡＮバスを介して開ループおよび閉ループ制御デバイス４２に接続されるときには、第３の機能ブロック１０６で圧力センサ５０が検査される。
【００２６】
機能ブロック１０４および１０６の下流で、本方法は、第２の分岐点１０８で再び１つにまとまる。第２の機能ブロック１０４での電気的診断または第３の機能ブロック１０６でのバス情報の評価から、圧力センサ５０またはその出力信号が適正であるという結果が得られた場合、本方法は、続いて第４の機能ブロック１１０に進められる。このとき、機能ブロック１０４あるいは１０６で、圧力センサ５０またはその出力信号が適正でないという結果が得られた場合、本方法は、第４の分岐ブロック１１８に飛び、対応する手法でブレーキ・システムの機能に作用し、これらの機能は、第７の機能ブロック１２０で処理され、対応する手法で圧力センサ５０の出力信号ｐｕに基づく。
【００２７】
別の場合には、本発明による方法は、第２の分岐点１０８から第４の機能ブロック１１０に分岐する。この第４の機能ブロック１１０では、負圧ブレーキ・システムの全般的な診断が行われる。これらの全般的な診断は、例えば、内燃機関の始動後、圧力制限値ＤＧＷ未満の圧力に対応する出力信号ｐｕを圧力センサ５０が出力するまでの時間を測定することからなることがある。この場合、内燃機関の始動後に十分に短い時間のうちに、要求される最小負圧以下になるので、負圧ブレーキ・システムが正常に機能しているとみなすことができる。これは、負圧ポンプ４９が正常に動作している場合、あるいは負圧ブレーキ・システムで漏れが生じていない場合にのみ可能である。さらに、当然、負圧ブレーキ・システムの追加試験を行うこともできる。
【００２８】
次いで、第３の分岐点１１２で、負圧ブレーキ・システムの動作不良が第４の機能ブロック１１０で検出されたか否か調べられる。動作不良が検出されている場合、第５の機能ブロック１１４で、故障メモリへの対応する登録が行われ、かつ／または故障登録に対応する反応が閉ループおよび開ループ制御デバイス４２で生じる。したがって、例えば、緊急動作機能を作動させること、および／または開ループおよび閉ループ制御デバイスを機能させる方法の変更を行うことができる。
【００２９】
しかし、第４の機能ブロック１１０で負圧ブレーキ・システムの故障が診断されなかった場合、第６の機能ブロック１１６で、本発明による圧力センサ５０の出力信号の妥当性検査が行われる。この妥当性検査は、制動プロセス中にブレーキ圧が感知されることによって行われ、ブレーキ圧が規定の第１の圧力範囲内にあるときはいつでも、制動プロセスが終了した後、圧力センサ５０の現行出力信号と、メモリに格納された制動プロセス前の圧力センサ５０の出力信号とから差が生成され、この差が規定の第１のしきい値と比較され、この差が規定の第１のしきい値よりも小さい場合には、故障が疑われる。
【００３０】
そのような故障が疑われる場合、本発明による方法のさらなる有利な改良形態では、診断カウンタを増分することができ、規定の第２のしきい値に達した後、故障メモリへの対応する登録が行われる。追加として、または別の手法として、故障信号を出力することもできる。
【００３１】
機能ブロック１０４、１０６、１１０、および１１６での様々な診断の結果に応じて、その後、第７の機能ブロックで、対応して修正された手法で圧力センサ５０の出力信号ＰＵを評価または考慮することができる。したがって、本発明による方法は、圧力センサ５０の出力信号ｐｕの妥当性検査を可能にし、その結果、本発明による方法が実行された後に出力信号ｐｕが正常であると評価された場合、負圧信号ＰＵに基づくブレーキ・システムの全ての機能を、提供された手法で処理することができる。
【００３２】
しかし、上述した本発明の検査により負圧ブレーキ・システムまたは圧力センサ５０で故障が検出された場合、第７の機能ブロック１２０で、対応する手法でこれらの故障を考慮することができ、その際、例えば、閉ループおよび開ループ制御デバイス４２の緊急動作機能が作動され、または特定のパラメータが変更され、かつ／または変更されたアルゴリズムが実行されて、負圧ブレーキ・システムの動作不良にも関わらず、車両の最良の制動力および最大安全性を確保する。
【符号の説明】
【００３３】
１０  内燃機関
５０  圧力センサ
ｐＢｒａｋｅ  ブレーキ圧
ｐＵ１  出力信号
ＤＢ  第１の圧力範囲
ｐＵ２  現行出力信号
ＳＤＳ１  メモリに格納された出力信号
Δｐ  差
【図１】
2010202183.tif 000003
【図２】
2010202183.tif 000004
【外国語明細書】
2010202183000001.pdf