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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Luft aus einer Bremsflüssigkeit einer hydraulischen Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Luft, typischer Weise in Form kleiner Luftblasen, in der Bremsflüssigkeit hydraulischer Fahrzeugbremsanlagen bewirkt eine ungewünschte Kompressibilität der Bremsflüssigkeit. In einer Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage, in der ein Bremsdruck mit einer Hydropumpe oder einer Kolben-Zylinder-Einheit erzeugt wird, wird die Kompressibilität normalerweise nicht bemerkt, weil die Hydropumpe oder die Kolben-Zylinder-Einheit Bremsflüssigkeit fördert, bis trotz Kompressibilität der Bremsflüssigkeit ein erforderlicher Bremsdruck erzeugt ist. Erst wenn die Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage bei einer Störung der Hydropumpe oder der Kolben-Zylinder-Einheit oder allgemein eines Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers per Muskelkraft mit einem Hauptbremszylinder betätigt werden muss, macht sich die Kompressibilität der Bremsflüssigkeit dadurch bemerkbar, dass nur ein niedriger oder im Extremfall kein Bremsdruck erzeugt wird mit der Folge einer schwachen oder keiner Bremswirkung.
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Zu einem Entfernen von Luft aus Bremsflüssigkeit einer Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage schlägt das Europäische Patent
EP 1 417 118 B1 vor, mit einem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger Bremsflüssigkeit durch offene Einlassventile hydraulischer Radbremsen, ein offenes Trennventil und einen Hauptbremszylinder in einen Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter zu fördern.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist eine Effektivität beim Entfernen von eventuell in der Bremsflüssigkeit einer hydraulischen Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage enthaltener Luft zu verbessern.
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Die Fahrzeugbremsanlage weist einen Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger mit einer beispielsweise mit einem Elektromotor antreibbaren Hydropumpe oder beispielsweise einer Kolben-Zylinder-Einheit, deren Kolben beispielsweise elektromechanisch in einem Zylinder verschiebbar ist, auf. Des Weiteren weist die Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage einen mit Muskelkraft betätigbaren Hauptbremszylinder auf, der an einen insbesondere drucklosen Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter angeschlossen ist. Der Hauptbremszylinder kann einen Bremskraftverstärker aufweisen. Des Weiteren weist die Fahrzeugbremsanlage eine oder mehrere hydraulische Radbremsen auf, die sowohl an den Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger als auch an den Hauptbremszylinder angeschlossen ist/sind, so dass die Radbremse/n durch Erzeugung eines hydraulischen Bremsdrucks in der Bremsflüssigkeit mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger und/oder mit dem Hauptbremszylinder betätigt werden kann/können.
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Zum Entfernen von eventuell in der Bremsflüssigkeit enthaltener Luft sieht das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor, dass bei nicht betätigtem Hauptbremszylinder Bremsflüssigkeit mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger durch den Hauptbremszylinder in den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter gefördert wird. Der Hauptbremszylinder ist nicht betätigt, weil ein betätigter Hauptbremszylinder den Hauptbremszylinder hydraulisch vom Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter trennen und ein Durchströmen der Bremsflüssigkeit durch den Hauptbremszylinder verhindern würde. Eventuell in der Bremsflüssigkeit enthaltene Luft, insbesondere Luftblasen, strömt mit der Bremsflüssigkeit in den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter, wo die Luft aus der Bremsflüssigkeit austritt.
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Eventuell in der Bremsflüssigkeit enthaltene Luft wird aus allen Teilen der Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage entfernt, durch die die Bremsflüssigkeit fließt, wenn sie mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger durch die Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage beziehungsweise durch Teile der Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage und durch den Hauptbremszylinder in den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter gefördert wird.
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Die hydraulische Radbremse/n wird/werden vorzugsweise durch Schließen von der/den Radbremse/n zugeordneten Einlassventilen hydraulisch von der Fahrzeugbremsanlage getrennt, so dass die Radbremse/n nicht betätigt wird/werden und keine Bremsflüssigkeit, die Luft enthalten könnte, vom Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger in die Radbremse/n gefördert wird.
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Eine Effektivität des Verfahrens wird erfindungsgemäß gesteigert, indem zunächst ein Bremsdruck mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger erzeugt und die zumindest zum Beginn des Verfahrens unter Druck stehende Bremsflüssigkeit durch den Hauptbremszylinder in den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter fließt. Zu diesem Zweck sieht die Erfindung vor, dass durch Schließen eines hier als Fremdkraftventil bezeichneten Ventils der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger hydraulisch von der übrigen Fahrzeugbremsanlage getrennt und der Bremsdruck mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger erzeugt wird. Anschließend wird das Fremdkraftventil geöffnet, so dass die unter Druck stehende Bremsflüssigkeit aus dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger durch den Hauptbremszylinder in den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter fließt. Durch einen hohen Druck in der Bremsflüssigkeit zumindest zu Beginn des Verfahrens wird eine hohe Strömungsgeschwindigkeit erreicht, die beispielsweise in der Bremsflüssigkeit enthaltene Luftblasen mitreißt, so dass die Luftblasen mit der Bremsflüssigkeit in den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter gelangen. Außerdem verkleinern Luftblasen in der Bremsflüssigkeit ihr Volumen mit steigendem Druck, was ebenfalls das Mitströmen der Luftblasen mit der Bremsflüssigkeit verbessert.
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Die abhängigen Ansprüche haben Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Erfindung zum Gegenstand.
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Sämtliche in der Beschreibung und der Zeichnung offenbarten Merkmale können einzeln für sich oder in grundsätzlich beliebiger Kombination bei Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht sein. Ausführungen der Erfindung, die nicht alle, sondern nur ein oder mehrere Merkmale eines Anspruchs oder einer Ausführungsform der Erfindung aufweisen, sind grundsätzlich möglich.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 einen hydraulischen Schaltplan einer Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
- 2 einen hydraulischen Schaltplan einer Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage mit zusätzlich einem Hilfsbremsaggregat, die ebenso zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt eine hydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage 1 mit einer Schlupfregelung und zwei Bremskreisen I, II mit jeweils zwei hydraulischen Radbremsen 2. Die Fahrzeugbremsanlage 1 weist einen mit einem Bremspedal 3 betätigbaren Zweikreis-Hauptbremszylinder 4 und einen Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5 auf. An den Hauptbremszylinder 4 sind die beiden Bremskreise I, II über jeweils ein Trennventil 6 angeschlossen.
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An einen der beiden Bremskreise I des Hauptbremszylinders 4 ist über ein Simulatorventil 7 eine Kolben-Zylinder-Einheit mit einem federbeaufschlagten Kolben 8 als Pedalwegsimulator 9 angeschlossen.
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Der Hauptbremszylinder 4 weist einen drucklosen Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 10 mit drei Kammern auf, wobei die beiden Bremskreise I, II des Hauptbremszylinders 4 an zwei der drei Kammern des Bremsflüssigkeitsvorratsbehälters 10 angeschlossen sind.
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Der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5 weist eine Kolben-Zylinder-Einheit 11 auf, deren Kolben 12 mit einem Elektromotor 13 über einen Gewindetrieb 14 in einem Zylinder 15 der Kolben-Zylinder-Einheit 11 verschiebbar ist.
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Der Zylinder 15 der Kolben-Zylinder-Einheit 11 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 5 ist durch ein in Richtung des Zylinders 15 durchströmbares Rückschlagventil 16 an eine der drei Kammern des Bremsflüssigkeitsvorratsbehälters 10 angeschlossen, und zwar an die Kammer, an die der Hauptbremszylinder 4 nicht angeschlossen ist. Außerdem ist der Zylinder 15 der Kolben-Zylinder-Einheit 11 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 5 durch eine Bremsleitung 17 ohne Zwischenschaltung eines Ventils unmittelbar an den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 10 angeschlossen. Der Kolben 12 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 5 überfährt eine Mündung dieser Bremsleitung 17 in den Zylinder 15 der Kolben-Zylinder-Einheit 11 zu Beginn seiner Verschiebung, so dass die Kolben-Zylinder-Einheit 11 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 5 bei einer Betätigung des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 5 hydraulisch vom Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 10 getrennt wird.
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Der Zylinder 15 der Kolben-Zylinder-Einheit 11 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 5 und damit der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5 ist über je ein Fremdkraftventil 18 an die beiden Bremskreise I, II der Fahrzeugbremsanlage 1 angeschlossen. Die Bremskreise I, II der Fahrzeugbremsanlage 1 sind hydraulisch parallel an den Hauptbremszylinder 4 und an den Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5 angeschlossen, so dass die Fahrzeugbremsanlage 1 wahlweise mit dem Hauptbremszylinder 4 und/oder mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5 betätigbar ist.
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Eine Betriebsbremsung erfolgt als Fremdkraftbremsung mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5. Dazu wird ein Bremsdruck mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5 erzeugt und die Fremdkraftventile 18 werden geöffnet, so dass der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5 hydraulisch mit der Fahrzeugbremsanlage 1 verbunden ist. Der Hauptbremszylinder 4 wird durch Schließen der Trennventile 6 hydraulisch von der Fahrzeugbremsanlage 1 getrennt. Er dient als Sollwertgeber für einen mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5 und Einlassventilen 19 und Auslassventilen 20 der Radbremsen 2 einzustellenden Bremsdruck. Das Simulatorventil 7 wird bei der Betriebsbremsung geöffnet, so dass der Hauptbremszylinder 4 Bremsflüssigkeit in den Pedalwegsimulator 9 verdrängen kann und ein Kolben- und ein Pedalweg am Hauptbremszylinder 4 möglich sind.
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Bei einem autonomen Fahren wird der Hauptbremszylinder 4 nicht betätigt und der Sollwert für den mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5 zu erzeugenden Bremsdruck kommt von einer Steuerung für das autonome Fahren.
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Bei einer Störung oder einem Ausfall des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 5 ist eine Hilfsbremsung durch Betätigung des Hauptbremszylinders 4 möglich, wobei die Trennventile 6 offen und die Fremdkraftventile 18 geschlossen bleiben.
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Jeder Radbremse 2 ist ein Einlassventil 19 und ein Auslassventil 20 zugeordnet. Über die Einlassventile 19 sind die Radbremsen 2 zwischen dem Trennventil 6 und dem Fremdkraftventil 18 an einen der beiden Bremskreise I, II angeschlossen. Über die Auslassventile 20 sind die Radbremsen 2 an den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 10 angeschlossen, und zwar in der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform der Erfindung an die Kammer, an die der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5 angeschlossen und an die der Hauptbremszylinder 4 nicht angeschlossen ist.
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Die Einlassventile 19 und Auslassventile 20 bilden Radbremsdruckregelventilanordnungen, mit denen eine Bremsdruckregelung der Fahrzeugbremsanlage und eine radindividuelle Bremsdruckregelung in jeder Radbremse 2 einzeln möglich ist. Dadurch ist eine Schlupfregelung möglich. Solche Schlupfregelungen sind Blockierschutz-, Antriebsschlupf- und Fahrdynamikregelungen bzw. elektronische Stabilitätsprogramme, wobei letztere umgangssprachlich auch als Schleuderschutzregelungen bezeichnet werden. Für diese Schlupfregelungen sind die Abkürzungen ABS, ASR und FDR bzw. ESP üblich. Solche Schlupfregelungen sind bekannt und werden hier nicht näher erläutert.
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In der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform der Erfindung sind die Trennventile 6, das Simulatorventil 7, die Fremdkraftventile 18, die Einlassventile 19 und die Auslassventile 20 2/2-Wege-Magnetventile, wobei die Trennventile 6 und die Einlassventile 19 in ihren stromlosen Grundstellungen offen und das Simulatorventil 7, die Fremdkraftventile 18 und die Auslassventile 20 in ihren stromlosen Grundstellungen geschlossen sind. Andere Ausführungen schließt die Erfindung nicht aus.
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Zu einem Entfernen von eventuell in der Bremsflüssigkeit enthaltener Luft aus der Bremsflüssigkeit werden bei geöffneten Trennventilen 6 und nicht betätigtem Hauptbremszylinder 4 die Fremdkraftventile 18 geöffnet und es wird Bremsflüssigkeit durch Verschieben des Kolbens 12 im Zylinder 15 der Kolben-Zylinder-Einheit 11 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 5 aus dem Zylinder 15 verdrängt. Die Bremsflüssigkeit strömt aus dem Zylinder 15 durch die Fremdkraftventile 18, die Trennventile 6 und den nicht betätigten Hauptbremszylinder 4 in den drucklosen Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 10, wo eventuell in der Bremsflüssigkeit enthaltene Luft austritt. Das beschriebene Verfahren kann auch als Fördern der Bremsflüssigkeit mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5 durch den Hauptbremszylinder 4 in den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 10 aufgefasst werden.
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Die Einlassventile 19 werden vorzugsweise geschlossen, damit die Radbremsen 2 nicht betätigt werden und keine Bremsflüssigkeit, die Luft enthalten kann, aus dem Zylinder 15 der Kolben-Zylinder-Einheit 11 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 5 in die Radbremsen 2 gelangt.
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Vorzugsweise werden bei offenen Fremdkraftventilen 18 und vorzugsweise geschlossenen Einlassventilen 19 die Trennventile 6 geschlossen, bevor ein Bremsdruck mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5 erzeugt wird, und es wird dann ein hoher Bremsdruck durch Verschieben des Kolbens 12 im Zylinder 15 der Kolben-Zylinder-Einheit 11 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 5 erzeugt. Erst danach werden die Trennventile 6 geöffnet und die unter dem hohem Druck stehende Bremsflüssigkeit durch Weiterverschieben des Kolbens 12 im Zylinder 15 durch den Hauptbremszylinder 4 in den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 10 gefördert. Der hohe Druck bewirkt eine hohe Strömungsgeschwindigkeit der Bremsflüssigkeit, wodurch eventuell in der Bremsflüssigkeit enthaltene Luftblasen mitgerissen werden und die Fremdkraftventile 18, die Trennventile 6 und den Hauptbremszylinder 4 in Richtung des Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 10 zusammen mit der Bremsflüssigkeit durchströmen und dadurch zuverlässig in den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 10 gelangen. Durch den hohen Druck werden außerdem Volumina eventuell in der Bremsflüssigkeit enthaltener Luftblasen verkleinert, was ebenfalls dazu führt, dass die Luftblasen zuverlässig mit der Bremsflüssigkeit in den drucklosen Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 10 gelangen, wo die Luftblasen entspannen und aus der Bremsflüssigkeit austreten.
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Zum Fördern der Bremsflüssigkeit kann der Kolben 12 mehrere Hübe in dem Zylinder 15 der Kolben-Zylinder-Einheit 11 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 5 ausführen, wobei der Kolben 12 während eines Rückhubs Bremsflüssigkeit durch das Rückschlagventil 16 aus dem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 10 in den Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit 11 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 5 ansaugt.
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Der Hauptbremszylinder 4 ist ohne zwischengeschaltetes Ventil unmittelbar an den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 10 angeschlossen.
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Das beschriebene Verfahren zum Entfernen eventuell in der Bremsflüssigkeit der Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage 1 enthaltener Luft wird insbesondere bei Stillstand und ausgeschaltetem Antriebsmotor eines mit der Fahrzeugbremsanlage 1 ausgerüsteten Kraftfahrzeugs durchgeführt. Weil die Radbremsen 2 durch Schließen der Einlassventile 19 hydraulisch von der Fahrzeugbremsanlage 1 getrennt werden, kann das Verfahren auch während einer Fahrt durchgeführt werden, solange die Radbremsen 2 nicht betätigt werden. Bei einer Bremsanforderung während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich die Radbremsen 2 schnell durch Öffnen der Einlassventile 19 betätigen.
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In 2 weist die Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage 1 zusätzlich eine Hilfsbremseinrichtung 21 auf, mit der sie bei einer Störung oder einem Ausfall des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 5 betätigt werden kann. Die Hilfsbremseinrichtung 21 ist für ein autonomes Fahren ohne Betätigung der Fahrzeugbremsanlage 1 durch einen Fahrzeugführer vorgesehen.
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Die Hilfsbremseinrichtung 21 ist zwischen dem Hauptbremszylinder 4 und den Trennventilen 6 an die Fahrzeugbremsanlage 1 angeschlossen. Die Hilfsbremseinrichtung 21 weist in jedem Bremskreis I, II eine Hydropumpe 22 auf, die gemeinsam mit einem Elektromotor 23 antreibbar sind. Die Hydropumpen 22 sind beispielsweise Kolbenpumpen oder (Innen-) Zahnradpumpen. Die mit dem Elektromotor 23 antreibbaren Hydropumpen 22 bilden einen Hilfs-Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 28, mit dem die Radbremsen 2 unabhängig von dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5 und ohne Betätigung des Hauptbremszylinders 4 betätigt werden können.
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Auf Saugseiten weisen die Hydropumpen 22 der Hilfsbremseinrichtung 21 Hilfsbremsventile 24 auf, mit denen sie an den Hauptbremszylinder 4 angeschlossen sind. Im Ausführungsbeispiel sind die Hilfsbremsventile 24 2/2-Wege-Magnetventile, die in ihren stromlosen Grundstellungen geschlossen sind und geöffnet werden, wenn Bremsflüssigkeit mit den Hydropumpen 22 der Hilfsbremseinrichtung 21 gefördert werden soll. Weil der Hauptbremszylinder 4 in beiden Bremskreisen I, II unmittelbar und ohne Zwischenschaltung eines Ventils an den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 10 angeschlossen ist, ist ein Ansaugwiderstand niedrig, wodurch ein schneller Druckaufbau mit den Hydropumpen 22 der Hilfsbremseinrichtung 21 möglich ist.
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Hydraulisch parallel zu den Hydropumpen 22 und den Hilfsbremsventilen 24 weist die Hilfsbremseinrichtung 21 Ansaugventile 25 auf, die im Ausführungsbeispiel in ihren stromlosen Grundstellungen offene 2/2-Wege-Magnetventile sind. Die Ansaugventile 25 verbinden den Hauptbremszylinder 4 durch die Trennventile 6 und die Einlassventile 19 mit den Radbremsen 2, so dass die Radbremsen 2 mit dem Hauptbremszylinder 4 betätigt werden können.
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Mit Ausnahme des Anschlusses der Hilfsbremseinrichtung 21 zwischen dem Hauptbremszylinder 4 und den Trennventilen 6 an die beiden Bremskreise I, II der Fahrzeugbremsanlage 1 ist die Fahrzeugbremsanlage 1 in 2 gleich ausgebildet wie die Fahrzeugbremsanlage 1 in 1, die Erläuterungen zu 1 werden ergänzend zur Erläuterung der 2 in Bezug genommen.
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Zum Entfernen von eventuell in der Bremsflüssigkeit enthaltener Luft wird in der Fahrzeugbremsanlage 1 aus 2 die Bremsflüssigkeit durch Verschieben des Kolbens 12 im Zylinder 15 der Kolben-Zylinder-Einheit 11 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 5 aus dem Zylinder 15 verdrängt und fließt durch die Fremdkraftventile 18, die Trennventile 6, die Ansaugventile 24 und den Hauptbremszylinder 4 in den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 10. Das kann wie gesagt allgemein auch als Fördern von Bremsflüssigkeit mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5 durch die Hilfsbremseinrichtung 21 und durch den Hauptbremszylinder 4 in den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 10 aufgefasst werden. Ergänzend werden auch hier die Erläuterungen des oben anhand 1 beschriebenen Verfahrens in Bezug genommen.
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Im Ausführungsbeispiel ist die Hilfsbremseinrichtung 21 als Hilfsbremsaggregat 26 ausgeführt, das in beiden Bremskreis in I, II getrennt über Bremsleitungen 27 zwischen dem Hauptbremszylinder 4 und den Trennventilen 6 an die Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage 1 angeschlossen ist.
