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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Beseitigung der Lufteinschlüsse aus den Bremsflüssigkeitsleitungen eines entkoppelten Bremssystems, das die Radbremsen mit dem Hauptzylinder und dem Bremsflüssigkeitsbehälter verbindet, wobei das System eine Pumpe umfasst, die den Druck der den Radbremsen zugeführten Bremsflüssigkeit verwaltet.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf ein entkoppeltes Bremssystem, das dieses Verfahren zur Beseitigung der Lufteinschlüsse anwendet.
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STAND DER TECHNIK
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Bei entkoppelten Bremssystemen werden die Bremsflüssigkeitsleitungsnetze zunehmend komplexer, mit Magnetventilen, Hydraulikkolben, Hohlräumen oder Kammern, in denen die Bremsflüssigkeit zirkuliert oder sich sammelt, die von einer Zentraleinheit auf gesteuerte und verwaltete Weise mit Druck beaufschlagt wird, um die Radbremsen nach einem gespeicherten Programm und in Abhängigkeit von der Bremsanforderung des Fahrers, der das Bremspedal betätigt, zu aktivieren.
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Die Erstbefüllung des Leitungsnetzes mit Bremsflüssigkeit erfolgt im Werk nach einer Evakuierung des Kreises und anschließender Befüllung unter Druck mit Bremsflüssigkeit. Aufgrund der Komplexität der Leitungen, der Hohlräume und der Zirkulationsschwierigkeiten der Flüssigkeit kann es jedoch vorkommen, dass in einigen Winkeln der Kreise trotz der wie vorstehend beschrieben durchgeführten Entlüftung noch Lufteinschlüsse vorhanden sind.
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Es kommt auch vor, dass sich ein Zwischenfall während des Befüllvorgangs unter Vakuum in der Montagestraße des Fahrzeugs ereignen kann. In diesem Fall wird die Montage unterbrochen, um das Fahrzeug aus der Montagestraße auszuschleusen und separat zu bearbeiten.
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Die Gefahr besteht auch im Fall von Servicearbeiten am Leitungsnetz, wenn der Mechaniker nicht über die geeignete Ausrüstung verfügt, um den Kreis zu evakuieren und dann unter Druck zu befüllen.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Mittel zu entwickeln, das es ermöglicht, das Zerreißen der Lufteinschlüsse oder ihre Beseitigung in den Leitungen des Bremssystems zu begünstigen und dessen Entlüftung zu begünstigen oder auszuführen.
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DARLEGUNG UND VORTEILE DER ERFINDUNG
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Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Beseitigung von Lufteinschlüssen aus den Leitungen eines entkoppelten Bremssystems, das die Radbremsen mit dem Hauptzylinder und dem Bremsflüssigkeitsbehälter verbindet, wobei das System eine Pumpe für die Bremsflüssigkeit umfasst, die den Radbremsen entsprechend der von einer Zentraleinheit verwalteten Bremsanforderung zugeführt wird, wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Leitungsweg unter den Leitungen des Bremssystems gebildet wird, der am Auslass mit der Außenluft verbunden ist, und man in der Bremsflüssigkeit in dem Leitungsweg Schwingungen induziert, um die Lufteinschlüsse zu beseitigen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, ein entkoppeltes Bremssystem zu entlüften, in dem noch Rückstände von Gas- oder Luftblasen vorhanden sind, die beim Entlüften des Bremssystems nicht beseitigt werden konnten oder die sich durch das Entgasen der Bremsflüssigkeit entwickelt haben, oder aber Gasblasen, im Allgemeinen Luft, die bei Servicearbeiten am Bremssystem nicht beseitigt worden sind.
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Das erfindungsgemäße Verfahren weist auch den Vorteil auf, dass es für die Fahrzeugmontagestraße geeignet ist, da das Fahrzeug bei einer Störung des Befüllvorgangs in der Fertigungsstraße bleiben kann, um anschließend am Ende der Straße separat nach dem Verfahren der Erfindung bearbeitet zu werden.
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Daraus resultiert der Vorteil, dass der Fertigungsfluss nicht unterbrochen werden muss und die durch eine solche Unterbrechung verursachten Zeitverluste vermieden werden.
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Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal werden programmierte Schwingungen in die Bremsflüssigkeit mit einer bestimmten Frequenz oder einem bestimmten Frequenzbereich und einer bestimmten Dauer in Abhängigkeit von der absehbaren Schwierigkeit, die restlichen Lufteinschlüsse zu beseitigen, eingeleitet.
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Gemäß einem vorteilhaften Merkmal wird der Leitungsweg über den Bremsflüssigkeitsbehälter oder durch die Entlüftungsschraube einer der Radbremsen entlüftet. Im Fall der Entlüftungsschraube muss an einer der Radbremsen gearbeitet werden, um die Entlüftungsschraube während der Beseitigung der restlichen Blasen zu öffnen.
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Gemäß einem Merkmal des Verfahrens werden durch Steuern einer Sonde Schwingungen in der Bremsflüssigkeit erzeugt.
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Gemäß einem vorteilhaften Merkmal werden Schwingungen in der Bremsflüssigkeit erzeugt, indem die Schwingbewegung des Tauchkolbens der Pumpe gesteuert wird, mit der das Bremssystem ausgerüstet ist. Diese Lösung hat den Vorteil, dass die Ausrüstung des Bremssystems verwendet wird, ohne zusätzliche Komponenten zu erfordern.
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Die Schwingungen werden mit einer bestimmten Frequenz oder einem bestimmten Frequenzbereich erzeugt.
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Die Frequenz des Inschwingungversetzens oder der Frequenzbereich darf die Eigenfrequenz des Bremssystems oder des Ventilblocks nicht enthalten, um dieses bzw. diesen nicht in Schwingung zu versetzen.
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Die Wahl der Schwingungen erfolgt bevorzugt in einem Bereich zwischen 2 und 50 Hz.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf ein entkoppeltes Bremssystem, das die Radbremsen mit dem Hauptzylinder und dem Bremsflüssigkeitsbehälter verbindet, umfassend eine Pumpe zur Regelung des Drucks der Bremsflüssigkeit zum Betätigen der Radbremsen gemäß der von einer Zentraleinheit verwalteten Bremsanforderung, wobei dieses Bremssystem dadurch gekennzeichnet ist, dass es einen Schwingungsgenerator umfasst, der mit den Bremsflüssigkeitsleitungen gekoppelt ist, um Schwingungen in der Bremsflüssigkeit zu induzieren, und ein Programm zur Steuerung des Generators, um die Magnetventile zu steuern und einen Leitungsweg unter den Leitungen des Ventilblocks zu bilden, der mit dem Schwingungsgenerator und dem Auslass zur Außenluft verbunden ist, sowie um die Frequenz und die Dauer der Phase des Inschwingungversetzens zu steuern.
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Gemäß einem vorteilhaften Merkmal ist der Schwingungsgenerator eine Sonde oder die Pumpe des Bremssystems, deren Tauchkolben frequenzgesteuert wird.
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Zusammenfassend ermöglichen das Entlüftungsverfahren und das dieses Verfahren anwendende Bremssystem es, die restlichen Luftblasen aus den Bremskreisen zu beseitigen, um die Funktionsweise des Bremsens und die Reaktion der Bremskreise auf die Anforderung des Fahrers zu optimieren.
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Figurenliste
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird im Folgenden ausführlicher anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
- [1] das Schema eines erfindungsgemäßen Bremssystems mit den Komponenten, die zur Veranschaulichung des Verfahrens zur Beseitigung der Luftblasen erforderlich sind,
- [2] das Schema einer Ausführungsvariante eines Bremssystems und des Verfahrens zur Beseitigung der Luftblasen.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Gemäß 1 betrifft die Erfindung ein entkoppeltes Bremssystem 100, das aus einem Hauptzylinder besteht, im Allgemeinen einem Tandem-Hauptzylinder 1, der mit dem Bremspedal 2 über eine Steuerstange 3 verbunden ist. Der Hauptzylinder 1 tauscht die Bremsflüssigkeit mit dem Behälter 4.
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Der Hub der Betätigungsstange 31 wird von einem Sensor 5 erfasst, der ein Signal S1 erzeugt, das die Bremsanforderung des Fahrers repräsentiert. Das Signal S1 wird an eine Steuereinheit 6 übertragen.
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Die Verteilung der Bremsflüssigkeit zu den Radbremsen WC1-WC4 mit dem erforderlichen Druck und während der erforderlichen Dauer sind Parameter, die von der Zentraleinheit 6 in Abhängigkeit von nicht näher beschriebenen Bremsprogrammen verwaltet werden. Die zentrale Steuereinheit 6 empfängt auch die Signale Sx von verschiedenen Sensoren, mit denen die Räder ausgestattet sind, Geschwindigkeits- und Wegsensoren und anderen Komponenten, um die Bremsung durch Steuersignale SC1 zu verwalten, die über einen Ventilblock 7, der die Leitungen umfasst, an die Bremskreise und ganz allgemein die mit den Radbremsen WC1-WC4 verbundenen Bremsflüssigkeitskreise adressiert werden. Diese Kreise und Leitungen, die direkt in einen Block gebohrt sind, umfassen Magnetventile, Rückschlagventile und weitere hydraulische Komponenten, die in den Ventilblock 7 integriert sind und hier nicht näher beschrieben werden.
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Die Kreise und die hydraulischen Komponenten des Ventilblocks 7 können Hohlräume oder Winkel bilden, in denen trotz der anfänglichen Evakuierung beim Einbau des Bremssystems noch Lufteinschlüsse vorhanden sein können. Es kann auch vorkommen, dass sich derartige Lufteinschlüsse bei Servicearbeiten am Bremssystem nach dem Inverkehrbringen des Fahrzeugs entwickeln, weil der Mechaniker möglicherweise nicht über das geeignete Material verfügt, um den Bremskreis zu evakuieren und anschließend mit Bremsflüssigkeit unter Druck zu befüllen.
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Der Ventilblock 7 ist mit einem Schwingungsgenerator 8 verbunden, um die Bremsflüssigkeit der Leitungen oder bestimmter Leitungen des Ventilblocks 7 in Schwingung zu versetzen. Der Schwingungsgenerator 8 ist mit dem Steuerkreis 6 verbunden, der die Steuersignale SC2 der Schwingungen mit einer bestimmten Frequenz und während einer bestimmten Dauer bei Phasen des Inschwingungversetzens, die wiederholt werden können, verwaltet.
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Während einer Phase des Inschwingungversetzens ist die Fluidverbindung mit dem Behälter 4 durch den Hauptzylinder 1 oder zur offenen Entlüftungsschraube (nicht dargestellt) einer Radbremse WC1...WC4 hin offen. Der Druck in den Leitungen des Ventilblocks 7 ist dann der atmosphärische Druck, um den der Druck der Bremsflüssigkeit in den Leitungen schwingt. Die Phasen des Inschwingungversetzens können alle Leitungen betreffen oder nur bestimmte ausgewählte Leitungen, um einen einzigen Weg zu bilden, der am Auslass mit der Außenluft verbunden ist. Dieser Weg wird durch das Schließen der Magnetventile der Abzweigungen der Bremskreise begrenzt; das Schlie-ßen wird von der Zentraleinheit 6 gesteuert, die nur die Magnetventile des zum Auslass führenden Weges offen lässt.
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Die Druckwelle mit einer Frequenz gleich derjenigen der Schwingungen, die in der Bremsflüssigkeit induziert werden, ist eine Folge von Druck-/Unterdruckzyklen, die auf die Lufteinschlüsse angewandt werden, sie aufblähen und hin und her bewegen, so dass die Flüssigkeit/Luft-Grenzfläche zerreißt, um die Lufteinschlüsse zu reduzieren und zu beseitigen.
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Die Phasen des Inschwingungversetzens werden von der Zentraleinheit 6 erzeugt. Bei den Phasen des Inschwingungversetzens kann man eine der Radbremsenentlüftungen öffnen, um die Luftblasen, die durch das Inschwingungversetzen der Bremsflüssigkeit verdrängt werden, zu beseitigen.
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Das Beseitigen der Luftblasen kann auch über den Bremsflüssigkeitsbehälter 4 durch gesteuertes Öffnen der Verbindung durch den Hauptzylinder 1 hindurch erfolgen. Die Luftblasen werden somit durch eine zweifache Wirkung zerrissen, die der Schwingungen, welche die Luftblasen zerstören, und diejenige, die das Volumen des Lufteinschlusses durch den Unterdruck vergrößert, wobei das Volumen dann größer ist als das des Hohlraums, so dass ein Anteil der Luftblase daraus entweicht.
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Um die Bremsflüssigkeitssäulen des Ventilblocks 7 in Schwingung zu versetzen, kann man bestimmte Teile der in den Block integrierten Kreise absperren, indem man die Magnetventile durch die Steuereinheit 6 schließt, um Beseitigungswege für die Luftblase oder die Luftblasen zu schaffen, bevorzugt in eine einzige Richtung für den Durchlass der Blasen.
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Der Entlüftungsvorgang kann somit nacheinander auf eine Reihe von Durchlasswegen angewandt werden, so dass alle Leitungen und die in den Ventilblock 7 integrierten Komponenten bearbeitet werden.
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Das Absperren der Durchlasswege beim Schließen der Magnetventile und das Anwenden der Schwingungen ausgehend von der Schwingungsquelle 8 werden mit einem Programm 61 verwaltet, dass von der Steuereinheit 6 angewandt wird.
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Ein Beispiel für einen Schwingungsgenerator 8 ist ein piezoelektrischer Generator.
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[2] zeigt eine Ausführungsvariante der Erfindung. Das entkoppelte Bremssystem 200 ist das gleiche wie in 1, außer dass der Schwingungsgenerator die Pumpe 8a des Ventilblocks 7 ist, deren Betrieb von der Zentraleinheit 6 gesteuert wird, um die Schwingungsphasen zu erzeugen.
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Der Ventilblock 7 ist mit der Pumpe 8a verbunden, welche die Flüssigkeit der Radbremsen WC1-WC4 entsprechend der durch die Programme der Zentraleinheit 6 verwalteten Bremsanforderung verwaltet.
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Wie zuvor besteht das erfindungsgemäße Verfahren darin, Schwingungen in der Bremsflüssigkeit, insbesondere der Bremsflüssigkeit des Ventilblocks 7, zu induzieren. In diesem Beispiel wird die Pumpe 8a so gesteuert, dass sie die Flüssigkeitssäule oder die Flüssigkeitssäulen im Ventilblock 7 derart schwingen lässt, dass die Lufteinschlüsse zerrissen und beseitigt werden.
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Die Pumpe 8a besteht aus einem Tauchkolben 81, der in einem Zylinder aufgenommen ist und von einem Elektromotor 82 angetrieben wird. Der Motor 82 lässt den Tauchkolben 81 durch dessen Hin- und Her-Bewegung mit einer Frequenz oder einem Frequenzbereich schwingen, der die Eigenfrequenz des Ventilblocks ausschließt, um ihn nicht in Resonanz geraten zu lassen. Da der Leitungsweg direkt oder indirekt in die Außenluft mündet, ist der Druck der Bremsflüssigkeit dabei im Wesentlichen der atmosphärische Druck, zumindest an der Mündung des Weges. Zwischen dem Schwingungsgenerator, hier der Pumpe 8a, ist aufgrund der Druckverluste, bis zum Auslass, der Druck der Flüssigkeit auf der Seite des Schwingungsgenerators 8, 8a etwas höher.
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Der Motor 82 ist ein Wendemotor; er treibt den Tauchkolben 81 an, beispielsweise über eine Schraubenverbindung, wobei er in eine Richtung und in die andere Richtung dreht, um die Schwingungen zu erzeugen.
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Die Pumpe 7a wird von der Zentraleinheit 6 nach dem Entlüftungsprogramm 61 gesteuert.
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Die Beseitigung der Luft erfolgt über den Bremsflüssigkeitsbehälter 4 nach dem Verbinden mit den zu entlüftenden Bremskreisen oder aber über eine Entlüftungsschraube einer Radbremse. Diese Variante der Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Komponenten des Bremssystems und ein Entlüftungsprogramm 61 verwendet werden, das von der Zentraleinheit 6 angewandt wird, die das Bremssystem sowohl bei den Phasen des Inschwingungversetzens und Entlüftens des Bremsflüssigkeitskreises als auch bei den normalen Bremsphasen nach geeigneten Programmen steuert.
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Wie bereits angegeben, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren es auch, den Fall einer Störung des Befüllvorgangs unter Vakuum in der Montagestraße der Fahrzeuge zu behandeln.
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Das Fahrzeug, dessen Befüllung nicht zufriedenstellend erfolgen konnte, wird markiert, aber nicht aus der Montagestraße ausgeschleust, deren Fluss nicht unterbrochen wird. Das Fahrzeug wird am Ende der Montagestraße bearbeitet, so dass der Fertigungsfluss nicht gestört wird.
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Im Übrigen ist darauf hinzuweisen, dass Bremssysteme mit einer „Luftdetektionsfunktion“ ausgestattet sind, die es ermöglicht, das Vorhandensein von Luft im Bremssystem während der Lebensdauer des Fahrzeugs zu detektieren.
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Diese Funktion verwendet den Tauchkolben auf synchronisierte Weise mit der Aktivierung der Magnetventile, um dieses oder jenes Segment des Bremssystems mit Druck zu beaufschlagen.
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Da das Motormanagementsystem mit einem Winkelsensor und mit Drucksensoren ausgestattet ist, ermöglicht dies es, das Vorhandensein von Luft in dem Segment zu detektieren, und dies unter Verwendung des bekannten Kompressibilitätsgesetzes der Gase. Man kann die Luftmenge in dem Segment schätzen. Wenn diese geschätzte Menge einen Schwellenwert übersteigt, der den einwandfreien Betrieb des Bremssystems gefährden könnte, meldet eine Warnleuchte diesen Zustand an der Instrumententafel.
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Erfindungsgemäß wird ein Detektionszyklus periodisch immer dann ausgelöst, wenn der Fahrer sein Fahrzeug verlässt, nachdem er es verriegelt hat.
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Es ist somit im Anschluss an den Detektionszyklus und im Fall des Vorhandenseins von übermäßig viel Luft möglich, eine erfindungsgemäße Entlüftungssequenz auszulösen.
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Diese Entlüftungssequenz kann mit dem Tauchkolben erfolgen, um das Vakuum zu erzeugen. Dieses Entlüften kann mit dem Hauptzylinder erfolgen, da dieser vom Fahrer nicht mehr über das Bremspedal betätigt werden kann.
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Abschließend kann das erfindungsgemäße Verfahren zum Entlüften eines entkoppelten Bremssystems auf für die Betriebssicherheit des Bremssystems sehr vorteilhafte Weise sowohl während des Betriebs des Fahrzeugs als auch beim Abstellen angewandt werden. Die Wirksamkeit des Bremssystems wird dadurch erhöht.
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Bezugszeichenliste
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- 100, 200
- Entkoppeltes Bremssystem
- 1
- Hauptzylinder/Tandem-Hauptzylinder
- 2
- Bremspedal
- 3
- Betätigungsstange
- 4
- Bremsflüssigkeitsbehälter
- 5
- Wegsensor der Betätigungsstange
- 6
- Zentrale Steuereinheit
- 61
- Entlüftungsprogramm
- 7
- Ventilblock
- 8
- Schwingungsgenerator
- 8a
- Pumpe
- 81
- Tauchkolben
- 82
- Elektromotor
- WC1-WC4
- Radbremsen
- SC1, SC2
- Steuersignale
- S1, Sx
- Sensorsignale
