DE10238199A1 - Verfahren zur Bestimmung der Dichtheit eines Druckmittelspeichers - Google Patents

Verfahren zur Bestimmung der Dichtheit eines Druckmittelspeichers Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Dichtheit eines Druckmittelspeichers (10) einer Bremsanlage für ein Fahrzeug, wobei der Druckmittelspeicher (10) in einem Leitungsabschnitt (4) der Bremsanlage zwischen einem Pumpenelement (2) und einem Einlassventil (EVVL,EVVR,EVHL,EVHR) angeordnet ist, und wobei der Druckmittelspeicher (10) einen gasgefüllten Raum (24) und einen Fluidraum (32, 34) umfasst, umfassend die Schritte:
- Durchführen eines Druckabbaus auf einem vorbestimmten Druck in dem Leitungsabschnitt (4), an dem der Druckmittelspeicher (10) angeschlossen ist,
- Bereitstellen eines abgeschlossenen Systembereichs, welcher den Druckmittelspeicher (10) mit einschließt und
- Ermittlung von Druckänderungen in dem abgeschlossenen Systembereich über ein vorbestimmtes Zeitintervall.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Dichtheit eines Druckmittelspeichers einer Bremsanlage für ein Fahrzeug.
  • Druckmittelspeicher im Bereich der Fahrzeughydraulik sind beispielsweise bei elektrohydraulischen Bremsanlagen einsetzbar. Ein derartiger Druckmittelspeicher ist beispielsweise aus der DE 199 06 800 A1 bekannt und umfasst ein Gehäuse, in dem ein Innenraum ausgebildet ist, der mittels eines als Faltenbalg ausgebildeten Medientrennungselements in einen innerhalb des Medientrennungselements liegenden Gasraum und einen das Medientrennungselement umgebenden Fluidraum getrennt ist. Vom Fluidraum zweigt ein hydraulischer Anschluss ab, der mit einem Ventil versehen ist, das mittels einer stirnseitigen Platte des Medientrennungselements betätigbar ist. Das Medientrennungselement ist mittels einer Spiralfeder, die an der stirnseitigen Platte angreift, in Richtung des Ventils vorgespannt.
  • Durch die Ausbildung der Druckmittelspeicher mit einem Gasraum besteht die Gefahr, dass bei einer Beschädigung des Medientrennungselements Gas in den Hydraulikkreislauf gelangen kann und somit insbesondere das Ansprechverhalten der Bremsanlage bei Gas im Hydraulikkreis beeinflusst wird.
  • Bisher gibt es keine wirtschaftliche Lösung, ein Leck am Druckmittelspeicher und somit in den Hydraulikkreislauf eintretendes Gas schnell und einfach zu erfassen.
  • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der Dichtheit eines Druckmittelspeichers einer Bremsanlage ermöglicht es, bei einfacher und kostengünstiger Durchführbarkeit eine Leckage am Druckmittelspeicher schnell und sicher aufzunehmen. Der Druckmittelspeicher umfasst einen gasgefüllten Raum und einen davon getrennten Fluidraum und ist in einem Leitungsabschnitt zwischen einem Pumpenelement und einem Einlassventil angeordnet. Das erfindungsgemäße Verfahren stellt in einem ersten Schritt einen Druckabbau, insbesondere auf Atmosphärendruck, in einem Leitungsabschnitt bereit, an dem der Druckmittelspeicher angeschlossen ist. Anschließend wird ein abgeschlossener Systembereich bereitgestellt, welcher den Druckmittelspeicher mit einschließt, wobei das Pumpenelement des Hydraulikkreises nicht betrieben wird. Treten nun Druckänderungen in dem abgeschlossenen Systembereich über ein vorbestimmtes Zeitintervall auf, muss ein Leck zwischen dem gasgefüllten Raum und dem Fluidraum im Druckmittelspeicher vorhanden sein. Wenn über die Zeit keine Druckänderungen auftreten, ist die Dichtheit des Druckmittelspeichers gewährleistet. Somit kann erfindungsgemäß einfach und sicher bestimmt werden, ob die Dichtheit eines Druckmittelspeichers einer Fahrzeugbremsanlage sichergestellt ist.
  • Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Um den Fahrer des Fahrzeugs bei einem undichten Druckmittelspeicher zu informieren, wird vorzugsweise bei erfassten Druckänderungen ein Warnsignal abgegeben.
  • Vorzugsweise wird der erste Schritt des Verfahrens, nämlich das Bereitstellen eines vorbestimmten Druckes, durch Öffnen wenigstens eines Einlassventils und eines diesem Einlassventil zugeordneten Auslassventils ausgeführt. Somit können die vorhandenen Bauteile der Bremsanlage des Fahrzeugs zur Durchführung des Verfahrens verwendet werden.
  • Besonders vorteilhaft wird der abgeschlossene Systembereich zwischen dem Auslassventil des Pumpenelements und den Einlassventilen der Bremsanlage gebildet. Dadurch kann der abgeschlossene Systembereich einfach durch Schließen der Einlassventile der Bremsanlage bereitgestellt werden.
  • Besonders bevorzugt entspricht ein durch den Druckabbau erreichter, vorbestimmter Druck, ungefähr dem Atmosphärendruck, welcher einfach durch Öffnen wenigstens eines Einlassventils und eines diesem Einlassventil zugeordneten Auslassventils bereitgestellt werden kann.
  • Um möglichst genaue Informationen hinsichtlich der Dichtheit des Druckmittelspeichers zu erhalten, wird das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise bei jedem Start des Motors und/oder bei jedem Öffnen einer Tür des Fahrzeugs, insbesondere der Fahrertür, und/oder bei jedem Abschalten des Motors durchgeführt.
  • Um die Anzahl der Bauteile bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglichst gering zu halten, wird zur Ermittlung der Druckänderung vorzugsweise ein bereits in der Bremsanlage vorhandener Drucksensor verwendet.
  • Die vorliegende Erfindung wird insbesondere bevorzugt bei elektrohydraulischen Bremssystemen verwendet.
  • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 einen schematischen Wirkschaltplan einer elektrohydraulischen Bremsanlage mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
  • 2 eine schematische Schnittansicht eines Druckmittelspeichers, dessen Dichtheit überprüft wird.
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • In 1 ist in schematischer Weise ein Wirkschaltplan eines elektrohydraulischen Bremssystems EHB dargestellt. Bei elektrohydraulischen Bremsanlagen werden die Raddrücke aus einem Druckmittelspeicher 10 über Einlassventile EV und Auslassventile AV gesteuert.
  • Hierbei bedeuten die in 1 verwendeten Abkürzungen VL vorne links, VR vorne rechts, HL hinten links und HR hinten rechts. Der Druckmittelspeicher 10 ist dabei an der Ausgangsseite einer Hydraulikpumpe 2 angeordnet, sodass potentielle Energie für eine mit einem Fahrzeugrad gekoppelte Bremseinrichtung zur Verfügung gestellt werden kann.
  • In 2 ist der Druckmittelspeicher im Detail dargestellt. Der Druckmittelspeicher 10 weist ein Gehäuse auf, in dem eine einen Innenraum bildende Ausnehmung 14 ausgebildet ist, welche mittels eines Deckels 16 verschlossen ist. Im Deckel 16 ist eine Verschlusseinrichtung 26, 28, 30 vorgesehen.
  • Der Innenraum 14 wird durch ein Medientrennungselement 18 in Form eines Faltenbalges in einen Gasraum 24 und einen zweiteiligen Fluidraum 32, 34 unterteilt. Das Medientrennungselement 18 wird durch eine Endplatte 20 abgeschlossen, welche gleichzeitig als Lagerung für ein Federelement 22 dient. Durch das Federelement 22 wird das Medientrennelement 18 in Richtung des Bodens 44 der Ausnehmung 14 vorgespannt. Die beiden Fluidräume 32, 34 sind durch einen Ring 36 mit einem topfartigen Einsatz 38 von einander getrennt.
  • Wenn sich der Ring 36 in einer vom Boden 44 abgehobenen Position befindet (wie in 2 dargestellt), besteht zwischen den beiden Fluidräumen 32 und 34 eine Verbindung über eine spiralförmig verlaufende Nut 40.
  • Im drucklosen Zustand des Hydraulikkreises drückt das Federelement 22 und der im Gasraum 24 herrschende Druck den Ring 36 auf den Boden 44. Dadurch ist die Fluidverbindung zwischen den beiden Räumen 32 und 34 unterbrochen, da der Ring 36 eine Abdichtwirkung am Boden 44 bereitstellt. Eine Leitung 42 stellt eine Verbindung zwischen dem Druckmittelspeicher 10 und dem der Pumpe 2 nachgeordneten Hydraulikkreis bereit.
  • Damit die elektrohydraulische Bremsanlage ein sicheres Bremsen ermöglicht, muss gewährleistet sein, dass das Medientrennelement 18 und der Dichtring 36 keine Beschädigung o.Ä. aufweisen, sodass Gas aus dem Gasraum 24 in den Fluidraum 32 bzw. 34 und somit in den über den Anschluss 42 verbundenen Hydraulikkreis gelangen kann. Von daher ist es notwendig, die Dichtheit des Druckspeichers 10 zu überprüfen. Insbesondere muss hierbei auch die Dichtheit des Dichtrings 36 überprüft werden. Diese Überprüfung wird vorzugsweise vor dem Betrieb des Fahrzeugs bzw. nach Abschalten des Motors des Fahrzeugs durchgeführt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der Dichtheit des Druckmittelspeichers 10 der Bremsanlage läuft dabei gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt ab: In einem ersten Schritt wird Atmosphärendruck in einem Leitungsabschnitt 4 bereitgestellt, an dem der Druckmittelspeicher 10 angeschlossen ist. Dies wird dadurch erreicht, dass wenigstens eines der Einlassventile EV und eines diesem Einlassventil zugeordnete Auslassventil AV geöffnet wird. Beispielsweise werden gleichzeitig das Einlassventil EVHR und das Auslassventil AVHR geöffnet. Dadurch erfolgt eine Druckentlastung des Druckmittelspeichers 10, sodass der Ring 36 durch die Federkraft der Feder 22 und dem im Gasraum 24 herrschenden Gasdruck nach unten gedrückt wird. Dadurch liegt der Ring 36 am Boden 44 auf und dichtet am Boden 44 ringförmig ab.
  • In einem nächsten Schritt wird ein abgeschlossener Systembereich 4 der Bremsanlage bereitgestellt, welcher den Druckmittelspeicher 10 mit einschließt. Dies wird dadurch erreicht, dass z. B. alle Einlassventile EVVL, EWR, EVHL und EVHR in ihren Schließzustand geschaltet werden. Mittels eines Drucksensors 3 werden dann die Druckänderungen in dem abgeschlossenen Systembereich 4 über ein vorbestimmtes Zeitintervall ermittelt.
  • Wenn das Medientrennelement 18 ein Leck aufweist und wenn der Ring 36 am Boden 44 nicht vollständig abdichtet, kann mittels des Drucksensors 3 ein Druckanstieg in dem abgeschlossenen Systembereich 4 ermittelt werden, da Gas aus dem Gasraum 24 in den ersten Fluidraum 32 und über die Undichtheit zwischen Ring 36 und Boden 44 in den abgeschlossenen Systembereich 4 strömen kann. Durch diesen Druckanstieg kann somit bestimmt werden, dass eine Undichtheit am Druckmittelspeicher 10 vorliegt.
  • Wenn festgestellt wurde, dass der Druckmittelspeicher 10 undicht ist, wird ein entsprechendes Warnsignal an den Fahrer ausgegeben, sodass er gegebenenfalls das Fahrzeug nicht betreibt bzw. aus dem Verkehr zieht. Das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere bevorzugt vor dem Starten des Fahrzeugs durchgeführt und kann beispielsweise in bereits vorhandene Prüfroutinen bei einer elektrohydraulischen Bremsanlage integriert bzw. auch nachgerüstet werden.
  • Es sei angemerkt, dass, wie aus 1 ersichtlich ist, das Bereitstellen eines abgeschlossenen Systembereichs durch entsprechende Schaltungen der Einlassventile EV und der zugehörigen Auslassventile AV realisiert werden kann.
  • Beispielsweise können alle Auslassventile AV geschlossen werden, um den abgeschlossenen Systembereich bereitzustellen, oder es werden in beliebigen Kombinationen Auslass- und Einlassventile in ihre Schließstellung geschaltet, um den abgeschlossenen Systembereich bereitzustellen.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Bestimmung der Dichtheit eines Druckmittelspeichers (10) einer Bremsanlage für ein Fahrzeug, wobei der Druckmittelspeicher (10) in einem Leitungsabschnitt (4) der Bremsanlage zwischen einem Pumpenelement (2) und einem Einlassventil (EWL, EWR, EVHL, EVHR) angeordnet ist, und wobei der Druckmittelspeicher (10) einen gasgefüllten Raum (24) und einen Fluidraum (32, 34) umfasst, umfassend die Schritte: – Durchführen eines Druckabbaus auf einen vorbestimmten Druck in dem Leitungsabschnitt (4), an dem der Druckmittelspeicher (10) angeschlossen ist, – Bereitstellen eines abgeschlossenen Systembereichs, welcher den Druckmittelspeicher (10) mit einschließt, und – Ermittlung von Druckänderungen in dem abgeschlossenen Systembereich über ein vorbestimmtes Zeitintervall.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ermittlung von Druckänderungen ein Warnsignal, insbesondere an den Fahrer, ausgegeben wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Schritt das Bereitstellen des vorbestimmten Druckes im Leitungsabschnitt 4 durch Öffnen wenigstens eines Einlassventils und eines diesem Einlassventil zugeordneten Auslassventils erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der abgeschlossene Systembereich zwischen dem Pumpenelement 2, insbesondere dem Auslassventil des Pumpenelements, und den Einlassventilen bereitgestellt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Druck im ersten Schritt ungefähr dem Atmosphärendruck entspricht.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei jedem Start des Motors und/oder bei jedem Öffnen einer Tür des Fahrzeugs, insbesondere der Fahrertür, und/oder bei jedem Abschalten des Motors durchgeführt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Druckänderung im abgeschlossenen Systembereich ein in der Bremsanlage vorhandener Drucksensor (3) verwendet wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsanlage eine elektrohydraulische Bremsanlage ist.
  9. Vorrichtung zur Bestimmung der Dichtheit eines Druckmittelspeichers (10) einer Bremsanlage für ein Fahrzeug, wobei der Druckmittelspeicher (10) in einem Leitungsabschnitt (4) der Bremsanlage zwischen einem Pumpenelement (2) und einem Einlassventil (EVVL, EVVR, EVHL und EVHR) angeordnet ist, und wobei der Druckmittelspeicher (10) einen gasgefüllten Raum (24) und einen Fluidraum (32, 34) umfasst, umfassend ein Pumpenelement (2), einen Drucksensor (3), eine Einrichtung zur Bereitstellung eines vorbestimmten Druckes im Druckmittelspeicher (10), eine Einrichtung zur Bereitstellung eines abgeschlossenen Systembereichs, welcher den Druckmittelspeicher (10) mit einschließt, und eine Auswerteinheit zum Vergleichen von ermittelten Druckwerten über ein vorbestimmtes Zeitintervall mit in einem Speicher gespeicherten Druckwerten.
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