CN117813226A - 用于对液压助力制动系统的助力制动压力发生器的活塞-缸单元的缸进行排气的方法 - Google Patents

用于对液压助力制动系统的助力制动压力发生器的活塞-缸单元的缸进行排气的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出将活塞(5)在缸(8)中从前移位置移回到基础位置中并且随后再前移，以用于对机动车辆的液压助力制动系统(1)的助力制动压力发生器(3)的活塞‑缸单元(4)的缸(8)进行排气。在活塞(5)回移时，连接阀(9)关闭，使得活塞(5)从制动液容器(10)中抽吸制动液，该制动液溢流过作为第一活塞密封件(26)的以过压阀的方式作用的唇形密封件。在向前行程中，活塞(5)将制动液通过随后打开的连接阀(9)挤入制动液容器(10)中。在缸(8)中可能含有的空气随着制动液从缸(8)挤出并且在制动液容器(10)中从制动液中排出。

Description

用于对液压助力制动系统的助力制动压力发生器的活塞-缸 单元的缸进行排气的方法
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的、用于对液压助力制动系统的助力制动压力发生器的活塞-缸单元的缸进行排气的方法。
背景技术
公开文献DE 10 2019 201 536 A1公开了一种液压助力车辆制动系统，其具有可由肌力操纵的主制动缸和助力制动压力发生器，该助力制动压力发生器具有活塞-缸单元，该活塞-缸单元的活塞能够借助于用电动马达通过螺旋传动机构产生的助力在活塞-缸单元的缸中移动以用于产生制动压力。
发明内容
具有权利要求1的特征的根据本发明的方法设置用于对这种助力车辆制动系统的助力制动压力发生器的活塞-缸单元的缸进行排气。在此，“排气”理解为将空气从助力制动压力发生器的活塞-缸单元的缸中去除，车辆制动系统的一个或多个制动回路通过每个制动回路中的柱塞阀连接到助力制动压力发生器的活塞-缸单元的缸，其中每个制动回路具有一个或多个液压车轮制动器。液压助力车辆制动系统的助力制动压力发生器的活塞-缸单元通常称为柱塞、缸称为柱塞缸并且活塞称为柱塞活塞(Plungerkolben)。
助力制动压力发生器的活塞-缸单元的缸通过连接阀连接到尤其未加压的制动液容器，其中，“未加压”的意思是，在制动液容器中存在着环境压力。
助力制动压力发生器的活塞-缸单元的活塞利用第一活塞密封件在助力制动压力发生器的活塞-缸单元的缸中进行密封。第一活塞密封件以过压阀的方式起作用，在活塞-缸单元的缸中的相对于制动液容器中的压力的低压足够时，所述第一活塞密封件让来自制动液容器的制动液在活塞-缸单元的活塞和缸之间穿流到缸中。“低压”意味着车辆制动系统的助力制动压力发生器的活塞-缸单元的缸中的压力低于制动液容器中的压力，其中，如所描述的，制动液容器尤其是未加压的，也就是说，制动液容器中存在着环境压力。在相反的方向上，即在从助力制动压力发生器的活塞-缸单元的缸到制动液容器的方向上，第一活塞密封件密封至用助力制动压力发生器能产生的最大压力或者密封至在车辆制动系统中存在着的最大制动压力。
这种活塞密封件是唇形密封件，该唇形密封件的密封唇以前面阐述的方式按照过压阀的方式起作用，并且权利要求5规定其作为用于对车辆制动系统的助力制动压力发生器的活塞-缸单元的缸中的活塞进行密封的第一活塞密封件。
特别地但是不强制地，车辆制动系统具有主制动缸，该主制动缸能够由具有肌力的手或脚进行操纵，一个或多个制动回路通过每个制动回路中的第一隔离阀连接到该主制动缸。
为了对助力制动压力发生器的活塞-缸单元的缸进行排气，本发明设置的是，在助力制动压力发生器的活塞-缸单元的缸中使活塞-缸单元的活塞在柱塞阀关闭并且连接阀关闭时从前移位置朝基础位置的方向回移，并且然后在柱塞阀关闭并且连接阀打开时朝相反方向沿排挤行程的方向移动。基础位置是活塞在助力制动压力发生器的活塞-缸单元的缸中的位置，在该位置中，活塞在缸中围成的腔室的容积最大。如果活塞沿排挤行程的方向在缸中移动，则该活塞使腔室的容积减小，并且在至少一个阀打开的前提下将制动液从缸中挤出。“前移位置”指的是，活塞在缸中相对于基础位置沿排挤行程的方向移动了一段距离。
活塞在它的与排挤行程相反的、在阀关闭的情况下从前移位置朝基础位置的方向的返回行程中，在助力制动压力发生器的活塞-缸单元的缸中产生低压。该低压如此大，使得第一活塞密封件被溢流并且来自制动液容器的制动液从活塞与缸之间穿过并且流动经过第一活塞密封件进入到助力制动压力发生器的活塞-缸单元的缸中。优选地，活塞移动回到缸中的基础位置中，但是朝基础位置的方向的返回行程原则上也能够更短。返回行程必须如此大，使得作为过压阀起作用的第一活塞密封件从制动液容器朝向助力制动压力发生器的活塞-缸单元的缸中被溢流。
在助力制动压力发生器的活塞-缸单元的缸中的活塞随后沿排挤行程的方向移动时，活塞排挤制动液穿过在该移动中打开的连接阀进入制动液容器中。缸中可能存在的空气与制动液一起到达制动液容器中并且在那里从制动液排出。活塞在排挤行程方向上的位移能够是最大的或者短于活塞在缸中的最大行程。在活塞沿排挤行程方向移动期间或在根据本发明的方法的整个执行期间，一个或多个柱塞阀优选地关闭，以便没有空气从助力制动压力发生器的活塞-缸单元的缸中挤入车辆制动系统的制动回路之一中。
该方法能够重复多次，以确保所有空气已从车辆制动系统的助力制动压力发生器的活塞-缸单元的缸排出并且缸完全地排气。
如果助力制动压力发生器的活塞-缸单元的活塞在根据本发明的方法开始之前或开始之时处在基础位置，则在本发明的一种设计方案中作为第一个或开头的方法步骤使该活塞移动到缸中的前移位置中。在此，打开连接阀，使得活塞将制动液从缸中挤入制动液容器中，并且优选地关闭一个或多个柱塞阀，使得没有制动液从助力制动压力发生器的活塞-缸单元的缸中挤入车辆制动系统的制动回路之一中。然后，活塞从前移位置朝基础位置的方向回移，其中，如前所述，连接阀和一个或多个柱塞阀关闭或被关闭。
本发明的设计方案规定，在连接阀关闭并且柱塞阀关闭的情况下，在活塞在缸中沿排挤行程的方向移动期间，对活塞-缸单元的缸中的液压压力进行测量。在缸中没有空气时，活塞在阀关闭的情况下沿排挤行程的方向移动时在缸中产生的压力更大。太低的压力或太小的压力增量表明缸中有空气。在压力或压力增量太小的情况下，本发明的该设计方案规定执行或重复根据本发明的方法。
从属权利要求以在独立权利要求中指定的本发明的改型方案和有利设计方案为主题。
说明书和附图中公开的所有特征能够单独地或原则上以任意组合的方式在本发明的实施方式中实现。原则上，本发明的实施方式可以不具有本发明的权利要求或实施方式的全部特征，而是只具有其中一个或多个特征。
附图说明
下面根据附图对本发明进行详细阐述。其中：
图1示出了液压助力车辆制动系统的线路图，用该线路图能够执行根据本发明的方法；
图2示出了图1的车辆制动系统的助力制动压力发生器的活塞-缸单元的缸的横截面简化示图；以及
图3示出了图2中的缸的轴向截面简化示图。
具体实施方式
图1中所示的车辆制动系统1设置用于具有四个液压车轮制动器2的轿车并且实施成每个制动回路具有两个液压车轮制动器2的双回路制动系统。其他实施方案也是可能的，例如单回路制动系统或具有多于两个制动回路的多回路制动系统和/或其他数量的车轮制动器2和/或车轮制动器2相对于制动回路的其他配属方案。
车辆制动系统1具有带有活塞-缸单元4的电动液压式助力制动压力发生器3，该活塞-缸单元的活塞5能够借助于电动马达6通过螺杆传动机构7或其他的旋转平移转换传动机构在缸8中沿轴向移动以用于产生制动压力。活塞-缸单元4也能够称为柱塞单元，并且活塞5也能够称为柱塞活塞。
助力制动压力发生器3的活塞-缸单元4的缸8通过连接阀9连接到未加压的制动液容器10。
车轮制动器2通过在这里称为柱塞阀11的阀、第一隔离阀12和制动压力调节阀装置13连接到助力制动压力发生器3、准确地说连接到助力制动压力发生器3的活塞-缸单元4的缸8。为了划分成两个制动回路，两个柱塞阀11液压并联地布置、两个第一隔离阀12也液压并联地布置、并且相应地柱塞阀11和第一隔离阀12液压串联地布置。通过制动压力调节阀装置13，各两个车轮制动器2通过柱塞阀11和第一隔离阀12连接到助力制动压力发生器3。
对于每个车轮制动器2，制动压力调节阀装置13具有入口阀14和出口阀15。车轮制动器2通过入口阀14连接到第一隔离阀12，更确切地说在每个制动回路中，两个车轮制动器2连同各一个入口阀14连接到第一隔离阀12。车轮制动器2通过出口阀15连接到液压泵16的抽吸侧，该液压泵能够用共同的电动马达17进行驱动。对于每个制动回路，存在一个液压泵16，相应的制动回路的车轮制动器2通过出口阀15连接在该液压泵的抽吸侧上。
在出口阀15和液压泵16之间，液压存储器18连接到液压泵16的抽吸侧，以用于暂存制动液，该制动液在制动压力调节和/或滑移调节期间在出口阀15打开时从车轮制动器2流出。
入口阀14和出口阀15构成制动压力调节阀装置13，利用该制动压力调节阀装置能够单独地调节每个车轮制动器2中的车轮制动压力。与液压泵16一起，能够实现滑移调节(尤其是防抱死调节)、驱动滑移调节和/或行驶动态调节。对于这些滑移调节，常使用缩写ABS、ASR和/或FDR。行驶动态调节通常也称为防侧滑调节。这些滑移调节本身是已知的并且在这里不再赘述。
另外，液压泵16的抽吸侧通过相应的止回阀19和抽吸阀20连接到制动液容器10，使得液压泵16能够从制动液容器10中抽吸制动液以产生制动压力或增加制动压力。止回阀19能够从制动液容器10的方向朝抽吸阀20和液压泵16的方向进行穿流。
车辆制动系统1具有能够用制动踏板21操纵的双回路主制动缸22作为肌力制动压力发生器，每个制动回路中的车轮制动器2通过相应的第二隔离阀23、制动压力调节阀装置13的第一隔离阀12和入口阀14连接到该双回路主制动缸，使得车辆制动系统1也能用肌力操纵。第二隔离阀23、第一隔离阀12和入口阀14液压串联地布置。双回路主制动缸22能够具有未被示出的制动力放大器，并且于是被称为助力制动压力发生器。
原则上设置的是，通过助力对车辆制动系统1进行操纵，其中，利用电动液压式助力制动压力发生器3来产生制动压力。在电动液压式助力制动压力发生器3发生故障或失灵时，能够利用滑移调节的液压泵16或者可选地利用主制动缸22来产生制动压力。主制动缸22本身用作在电动液压式助力制动压力发生器3能正常运行的情况下针对车轮制动器2中待设定的车轮制动压力的目标值传感器。
在两个制动回路的其中一个制动回路中，踏板行程模拟器24通过模拟器阀25连接到主制动缸22。踏板行程模拟器24是弹簧加载的液压存储器，在模拟器阀25打开时能够将制动液从主制动缸22挤入该液压存储器中，使得在第二隔离阀23关闭的助力制动时主制动缸22中的活塞能移动并且制动踏板21能移动，以便使驾驶员获得熟悉的踏板感觉。
活塞5在助力制动系统1的助力制动压力发生器9的活塞-缸单元4的缸8中借助两个活塞密封件26、27，即第一活塞密封件26或高压密封件以及第二活塞密封件27或泄漏密封件进行密封。
在该实施例中，第一活塞密封件26是唇形密封件(图3)，其按照过压阀的方式起作用：在助力制动压力发生器3的活塞-缸单元4的缸8中的、相对于在该实施例中未加压的制动液容器10的低压足够高时，制动液溢流过第一活塞密封件26并且在活塞5与缸8之间流动到缸8中。在相反的方向、即从缸8出来的方向上，第一活塞密封件26密封至缸8中的可能的最高压力或车辆制动系统1中的最大制动压力、即密封至第一活塞密封件3失效。“低压”是指助力制动压力发生器3的活塞-缸单元4的缸8中的相比于在制动液容器10中较低的压力。为了朝缸8的方向溢流过被实施为唇形密封件的第一活塞密封件26，在缸8中的压力和制动液容器10中的压力之间必须存在用于溢流第一活塞密封件26所必要的压差。
制动液在助力制动压力发生器3的活塞-缸单元4的缸8中存在足够的低压时溢流过第一活塞密封件26，为了使所述制动液在活塞5和缸8之间的穿流变得容易，如图2和图3所示，缸8在内周上具有沿着缸8的纵向方向延伸的凹槽28，这些凹槽延伸至第一活塞密封件26附近。在该实施例中，凹槽28轴向平行地延伸，但它们也可以与缸8的轴向平面成角度地、例如以波浪形或螺旋形延伸。
第二活塞密封件27例如是O形环。在第一活塞密封件26和第二活塞密封件27之间，在这里称为泄漏管路29的制动管路汇入助力制动压力发生器3的活塞-缸单元4的缸8中，该制动管路将缸8与未加压的制动液容器10连接。
在制动系统1的所描述和所示出的实施方式中，第一隔离阀12、入口阀14和第二隔离阀23是在其无电流的基础位置中打开的2/2路电磁阀，并且连接阀9、柱塞阀11、出口阀15、抽吸阀20和模拟器阀25是在其无电流的基础位置中关闭的2/2路电磁阀。助力制动压力发生器3、主制动缸22、踏板行程模拟器24、模拟器阀25、止回阀19、柱塞阀11和第二隔离阀23概括为第一模块，该第一模块在这里称为压力产生模块34；并且电动马达17与液压泵16、第一隔离阀12、抽吸阀20、入口阀14和出口阀15概括为第二模块，该第二模块在这里称为压力调节模块35。
为了使助力制动压力发生器3的活塞-缸单元4的缸8排气，即为了将缸8中可能含有的空气从缸8中去除，根据本发明的方法设置的是，使活塞5在缸8中从前移位置朝基础位置的方向回移，并且然后使其沿着相反的方向朝排挤行程的方向移动。基础位置是活塞5在缸8中沿返回行程或抽吸行程的方向移动最远的位置。在基础位置中，活塞5在缸8中限界的腔室30的容积是最大的。在与返回行程相反的、也可以称为前进行程或工作行程的排挤行程中，活塞5使缸8中的腔室30的容积减小，并且在连接阀9打开时将制动液从缸8挤入制动液容器10中。在前移位置中，活塞5在缸8中从基础位置朝排挤行程的方向移动了一段距离。
在活塞5从前移位置朝基础位置的方向回移时，两个柱塞阀11和连接阀9关闭。由此，活塞5在其朝基础位置的方向移动时在缸8中产生低压。活塞5朝基础位置的方向的移动路程如此长，使得在缸8中产生的低压足以使制动液溢流过以过压阀的方式作用的第一活塞密封件26，即制动液从制动液容器10通过泄漏管路29流入助力制动压力发生器3的活塞-缸单元4的缸8中。活塞5可以移动到基础位置中或者也可以不是移动到基础位置中。如所描述，活塞5的移动路程必须如此长，使得缸8中产生的低压引起第一活塞密封件26的从制动液容器10到缸8中的溢流。
在活塞5随后沿排挤行程的方向移动时，柱塞阀11保持关闭，因此可能含有空气的制动液无法从助力制动压力发生器3的活塞-缸单元4的缸8挤入制动回路中。打开连接阀9，使得活塞5将制动液从缸8挤入制动液容器10中。在缸8中可能存在的空气与制动液一起从缸8挤入制动液容器10中，在那里将其从制动液中排出。
将助力制动压力发生器3的活塞-缸单元4的缸8与连接阀9连接的制动管路31在助力制动压力发生器9的及其缸8的所规定的安装位置和工作位置中在上方汇入缸8中，在缸8中可能存在的空气聚集在那里，因而空气在活塞5沿排挤行程的方向移动时通过制动管路31和打开的连接阀9从缸8挤入制动液容器10中。
该方法能够重复数次，以便将可能存在于助力制动压力发生器3的活塞-缸单元4的缸8中的空气从缸8中可靠地去除。
如果活塞5处于基础位置中，则将其移动到前移位置中，然后将其从该前移位置朝基础位置的方向再移动回来，以用于对助力制动系统1的助力制动压力发生器3的活塞-缸单元4的缸8进行排气。在将活塞5从基础位置移动到前移位置时，柱塞阀11优选地保持关闭或被关闭，使得可能含有空气的制动液无法从助力制动压力发生器3的活塞-缸单元4的缸8挤入助力制动系统1的制动回路中。打开连接阀9，使得活塞5能够将制动液从缸8挤入制动液容器10中。在活塞5朝基础位置的方向回移时，柱塞阀11如前所述保持关闭并且连接阀9被关闭。
根据本发明对助力制动系统1的助力制动压力发生器3的活塞-缸单元4的缸8进行排气能够例如在确定的时间点、以规定的时间间隔或根据其他标准来执行。
根据本发明，还能够对助力制动压力发生器3的活塞-缸单元4的缸8中的制动液进行“弹性测试”。为此，在柱塞阀11关闭且连接阀9关闭时，活塞5在缸8中朝排挤行程的方向移动。如果缸8中的制动液不含有空气，则该制动液几乎是不可压缩的，由此在活塞5移动时，缸8中的压力快速增加并达到较高的值；在此，活塞5的移动很短。缸8中的压力或压力增量能够用连接到缸8上的压力传感器32来测量，并且作为测量活塞5的移动距离的代替方案，能够用旋转角传感器33来测量电动马达6的转动。如果压力增加很小并且活塞5能够在缸8中移动很远，则可认为缸8中有空气。在这种情况下，以如前所述的方式对缸8进行排气。
助力制动压力发生器3的活塞-缸单元4的缸8中的制动液的所描述的弹性测试也能够在排气循环之后、即在活塞5朝基础位置的方向移动并且活塞5随后沿排挤行程的方向移动之后执行，并且在制动液继续可压缩的情况下，执行另外的排气循环。

Claims (8)

1.用于对液压助力制动系统(1)的助力制动压力发生器(3)的活塞-缸单元(4)的缸(8)进行排气的方法，其中，所述助力制动压力发生器(3)的活塞-缸单元(4)的缸(8)通过柱塞阀(11)连接到所述助力制动系统(1)的制动回路并且通过连接阀(9)连接到制动液容器(10)，并且其中所述活塞-缸单元(4)的活塞(5)在所述活塞-缸单元(4)的缸(8)中利用第一活塞密封件(26)进行密封，在所述助力制动压力发生器(3)的活塞-缸单元(4)的缸(8)中相对于所述制动液容器(10)中的压力存在低压时，所述第一活塞密封件能够以过压阀的方式从所述制动液容器(10)朝向所述助力制动压力发生器(3)的活塞-缸单元(4)的缸(8)中被溢流，其特征在于，在柱塞阀(11)关闭且连接阀(9)关闭时，所述助力制动压力发生器(3)的活塞-缸单元(4)的活塞(5)从前移位置向基础位置的方向回移，其中所述活塞(5)在所述助力制动压力发生器(3)的活塞-缸单元(4)的缸(8)中如此产生低压，使得制动液从所述制动液容器(10)吸入、溢流过第一活塞密封件(26)并且流动到所述助力制动压力发生器(3)的活塞-缸单元(4)的缸(8)中，并且随后在连接阀(9)打开并且柱塞阀(11)关闭时，所述活塞(5)在所述助力制动压力发生器(3)的活塞-缸单元(4)的缸(8)中沿排挤行程的方向再向前移动并且在此制动液从所述助力制动压力发生器(3)的活塞-缸单元(4)的缸(8)通过打开的连接阀(9)挤入所述制动液容器(10)中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，重复所述方法。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，如果所述助力制动压力发生器(3)的活塞-缸单元(4)的活塞(5)处在基础位置，则在连接阀(9)打开并且优选地柱塞阀(9)关闭时所述活塞(5)移动到前移位置，然后在柱塞阀(11)关闭并且连接阀(9)关闭时该活塞在所述助力制动压力发生器(3)的活塞-缸单元(4)的缸(8)中向基础位置的方向回移。
4.根据权利要求1至3中任一项或多项所述的方法，其特征在于，在柱塞阀(11)关闭并且连接阀(9)关闭时，所述助力制动压力发生器(3)的活塞-缸单元(4)的活塞(5)沿排挤行程的方向移动，测量所述助力制动压力发生器(3)的活塞-缸单元(4)的缸(8)中的液压压力，并且如果压力太低，则执行或者重复权利要求1的方法。
5.根据前述权利要求中任一项或多项所述的方法，其特征在于，所述第一活塞密封件(26)为唇形密封件，该唇形密封件的密封唇以过压阀的方式起作用，并且在所述助力制动压力发生器(3)的活塞-缸单元(4)的缸(8)中相对于所述制动液容器(10)中的压力存在低压时，所述第一活塞密封件能够从所述制动液容器(10)向缸(8)中被溢流，并且所述第一活塞密封件在所述助力制动压力发生器(3)的活塞-缸单元(4)的活塞(5)和缸(8)之间进行密封以防从缸(8)到制动液容器(10)中的流动。
6.根据前述权利要求中任一项或多项所述的方法，其特征在于，所述助力制动压力发生器(3)的活塞-缸单元(4)的缸(8)经由所述第一活塞密封件(26)通过不经由连接阀(9)的其他制动管路(31)连接到所述制动液容器(10)。
7.根据前述权利要求中任一项或多项所述的方法，其特征在于，所述助力制动压力发生器(3)的活塞-缸单元(4)的缸(8)在所述缸(8)的由缸(8)中的活塞(5)限界的腔室(30)的内周上具有沿缸(8)的轴向方向延伸的凹槽(28)，在活塞(5)和缸(8)之间的制动液能够流动穿过这些凹槽并且这些凹槽在与所述第一活塞密封件(26)相距较小距离处终止。
8.根据前述权利要求中任一项或多项所述的方法，其特征在于，将所述连接阀(9)与所述助力制动压力发生器(3)的活塞-缸单元(4)的缸(8)连接的制动管路(29)在活塞-缸单元(9)的工作位置中在上方汇入缸(8)中。
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