DE3435089C2 - Verfahren zur Überprüfung der Dichtheit von hydraulischen Bremsanlagen bei mit Bremsschlupfregelanlagen ausgerüsteten Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung der Dichtheit von hydraulischen Bremsanlagen, bei mit Brems­ schlupfregelanlagen ausgerüsteten Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 34 18 043 A1 ist bereits eine schlupfgeregelte Bremsanlage für Kraftfahrzeuge bekannt geworden, die anhand mehrerer 2/2-Wegeventilen in den Bremsleitungen einer Druckregelung des vom Bremsdruckgeber zu den Radbremsen eingesteuerten Radbremsdrucks ermöglichen.

In der DE 26 11 369 A1 wird eine Anordnung zur Überprüfung einer Bremsdrucksteuerventilanordnung vorgeschlagen, die einen Druckfühler, eine Steuerschaltung und Auswerteschal­ tung umfaßt, so daß aus einem Vergleich aus den zu erwar­ tenden Solldrücken mit den Istdrücken einer Aussage über den Bremsenzustand abgeleitet werden kann. Nachteilig ist hierbei, daß zusätzlich zu den erforderlichen Bremsdruck­ steuerventilen der Bremsanlage ein weiteres Elektromagnet­ ventil in die Rücklaufleitung eingeschaltet werden muß, um die gewünschten Druckzustände zur Überprüfung der Bremsan­ lage zu erzielen. Eine qualitative Aussage und Ortung einer Leckagestelle ist mit der vorgeschlagenen Ventilanordnung nicht zu realisieren.

Eine weitere Blockierschutzeinrichtung mit einer Über­ wachungsvorrichtung geht aus der DE-OS 22 12 711 hervor, wobei ein den Durchfluß durch die Bremsleitung überwachen­ des 2/2-Wegemagnetventil eine erste Ventilstellung mit freien Durchlaß und eine zweite Ventilstellung mit einem gedrosselten Durchlaß aufweist, sowie ein weiteres Magnet­ ventil den Abfluß zum Niederdruckspeicher überwacht. Diese Ventilanordnung eignet sich nur für eine Blockierschutzre­ gelung an der Fahrzeughinterachse, da infolge des gedros­ selten Nachströmens von Druckmittel nur geringe Druckabbau­ gradienten zustande kommen. Die vorbeschriebene Ventilaus­ führung ist daher auf eine Hinterachsbremsdruckregelung bei geringer Regelgüte begrenzt und nicht für die Vorderachs­ bremskreisregelung geeignet. Eine Feststellung von Undich­ tigkeiten in den Bremskreisen ist infolge der Drosselwir­ kung des Einlaßventils gleichfalls erschwert.

Bei hydraulischen Bremsanlagen besteht generell die Forde­ rung, die Bremsanlage nach dem Einbau auf ihre Dichtheit zu prüfen. In der Regel erfolgt eine derartige Dichtheitsprü­ fung in hydraulischen Kraftfahrzeugbremsanlagen mit mehre­ ren Bremskreisen derart, daß der Bremsdruckgeber zunächst für sich auf seine Dichtheit überprüft wird. Ferner werden die am Bremsdruckgeber anzuschließenden Bremskreise nach­ einander mit einem Prüfdruck beaufschlagt, wobei jeweils ein Druckabfall über der Zeit durch geeignete Meßmittel er­ faßbar ist, wodurch entsprechende Undichtigkeiten der Bremsanlage feststellbar sind.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß eine derartige Über­ prüfung der Dichtheit einen relativ großen Zeit- und Ar­ beitsaufwand bedingt.

Die vorliegende Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe ge­ macht, ein Verfahren zur Überprüfung der Dichtheit von hy­ draulischen Bremsanlagen derart weiterzubilden, daß eine Überprüfung der montierten Bremsanlage mit einfachen Mit­ teln in einer relativ kurzen Zeit ermöglicht ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Jeder Bremskreis stromabwärts der Ventilmittel wird hydraulisch abge­ sperrt, wobei in dem mit den Radbremsen verbundenen Abschnitt des Bremskreises eine Meßeinrichtung angeordnet wird, durch die ein Druckabfall pro Zeiteinheit erkannt wird. Bei fertigmontierten Bremsanlagen in derartigen Kraftfahrzeugen erfolgt eine Dichtheitsprüfung nun derart, daß der Bremsdruckgeber mit einer konstanten Betätigungs­ kraft beaufschlagt wird, so daß im Bremsdruckgeber und in den mit dem Bremsdruckgeber verbundenen Bremskreisen ein entsprechender Druck entsteht. Nach einem derartigen Druck­ aufbau im Bremsdruckgeber wird zunächst das normalerweise geöffnete Ventil in der Verbindung zwischen dem Bremsdruck­ geber und den Radbremsen in eine Sperrstellung geschaltet. Durch ein kurzzeitiges Aufsteuern des normalerweise ge­ schlossenen Ventils, durch das eine Druckmittelentnahme aus den Radbremsen möglich ist, wird ein gegebenenfalls vorhan­ denes, dem normalerweise geöffneten Ventil parallelgeschal­ tete Rückschlagventil geschlossen. Es ist damit sicherge­ stellt, daß ein hydraulisch abgesperrter Prüfkreis herge­ stellt ist, der unter einem relativ hohen Druck steht. So­ fern eine Undichtigkeit in dem zu überprüfenden Bremskreis vorliegt, wird sich dies durch einen entsprechenden Druck­ abfall nach der Prüfzeit äußern.

Zur Erfassung der zeitlichen Druckabnahme in dem zu über­ prüfenden Bremskreis stehen generell die verschiedensten Möglichkeiten zu Verfügung. Beispielsweise ist es denkbar, daß durch den während des Prüfvorgangs im abgesperrten Ab­ schnitt des zu überprüfenden Bremskreises vorherrschenden Druck ein Kolben gegen eine Federkraft verschoben wird, wo­ bei die Verschiebekraft des Kolbens zu Beginn und zum Ende der Prüfzeit gemessen wird. Ferner ist es denkbar, die Axiallage des Kolbens zu Beginn und Ende der Prüfzeit zu messen:

Die Druckabnahme in dem zu überprüfenden Bremskreis kann auch derart erfolgen, daß an druckbeaufschlagbaren Kompo­ nenten, wie Bremssattel oder Bremsschlauch, der Bremsanlage Meßmittel vorgesehen sind, durch die eine Verformung wäh­ rend des Prüfvorgangs erfaßt wird. Als Meßmittel läßt sich dabei beispielsweise eine Wheatstone′sche Meßbrücke ein­ setzen, wobei ein Brückenwiderstand ein mit einer elastisch verformbaren Bremskomponente verbundener Dehnungsmeßstrei­ fen aufnimmt.

Außerdem ist es denkbar, den Ventilmitteln Meßmittel zuzu­ ordnen, die den Energiebedarf der Ventilmittel während der Prüfzeit erfassen. Dabei ist es denkbar, daß die Meßmittel nur während des Prüfvor­ gangs mit der Bremsanlage verbunden werden und ein erneuter Anschluß ohne weiteres im Rahmen von Fahrzeuginspektionen erfolgen kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nachfolgend anhand von Fig. 1 und Fig. 2 der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Bremsanlage in schematischer Darstellung und

Fig. 2 ein Diagramm, das den Druckverlauf innerhalb der Bremsanlage während des Prüfvorgangs darstellt.

In Fig. 1 ist mit 1 ein hydraulischer Kraftverstärker be­ zeichnet, der über eine pedalbetätigbare Kolbenstange 2 an­ steuerbar ist. Der hydraulische Kraftverstärker 1 weist ei­ nen Verstärkerkolben 3 auf, durch den ein Druckraum 4 be­ grenzt ist. Die Kolbenstange 2 steht über einen Hebelmecha­ nismus 5 mit einem Bremsventil 6 in Verbindung, wobei das Bremsventil 6 normalerweise eine Verbindung zwischen dem Druckraum 4 des hydraulischen Kraftver­ stärkers 1 und einem drucklosen Nachlaufbehälter 7 her­ stellt.

In der Bremsanlage nach Fig. 1 ist zur Hilfskraftunter­ stützung beispielsweise ein hydraulischer Druckspeicher 8 eingesetzt, der durch eine Druckmittelpumpe 9 aufladbar ist. Das Druckniveau des Druckspeichers 8 wird durch einen Druckwächter 10 überwacht, der in Abhängigkeit von den ermittelten Werten den Antrieb 11 der Druckmittel­ pumpe ein- bzw. ausschaltet. Der auf diese Weise im hydraulischen Druckspeicher erzeugte Druck steht permanent am Bremsventil 6 des hydraulischen Kraftver­ stärkers 1 an und wird bei Bremsbetätigung dem Druckraum 4 zugeleitet. Dem hydraulischen Kraftverstärker 1 ist nachgeschaltet ein Hauptzylinder 12, der über einen starr mit dem Verstärkerkolben 3 verbundenen Hauptzylinder­ kolben 13 verfügt. Durch den Hauptzylinderkolben 13 ist eine Arbeitskammer 14 des Hauptzylinders 12 begrenzt, an dem zwei Bremskreise I und II angeschlossen sind. Durch die Bremskreise I, II sind Radbremsen 15, 16 des Kraft­ fahrzeuges druckbeaufschlagbar, wobei sich die an den Bremskreisen I, II angeschlossene Radbremsen 15, 16 vor­ zugsweise an der Vorderachse des Kraftfahrzeuges be­ finden.

Der Arbeitskammer 14 des Hauptzylinderkolbens 12 ist ein Ventil 17 zugeordnet, das in Fig. 1 symbolisch als 2/2-Wegeventil dargestellt ist, das in der aus der Dar­ stellung ersichtlichen Bremslösestellung eine Durchlaß­ stellung einnimmt und dadurch eine Verbindung zwischen der Arbeitskammer 14 und dem drucklosen Nachlaufbehälter 7 herstellt. Das 2/2-Wegeventil 17 ist derart ausge­ bildet, daß es nach einem geringen Verschiebeweg des Hauptzylinderkolbens 13 bzw. des Verstärkerkolbens 3 eine Sperrstellung einnimmt, so daß die Arbeitskammer 14 vom drucklosen Nachlaufbehälter 7 getrennt ist. Durch das Rückschlagventil 18 ist die am Hauptzylinderkolben 13 angeordnete Dichtmanschette symbolisch dargestellt.

In der aus der Darstellung ersichtlichen Bremslöse­ stellung ist die Verbindung zwischen der Arbeitskammer 14 des Hauptzylinders 12 über ein sogenanntes Einströmventil 19 hergestellt, das als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist und durch eine nicht dargestellte Schlupfüberwachungs­ elektronik steuerbar ist. Bei einer Ansteuerung des Ein­ strömventils 19 ist der Druckraum 4 des hydraulischen Kraftverstärkers 1 über das Rückschlagventil 18 mit der Arbeitskammer 14 des Hauptzylinders 12 verbunden. Ein Volumenausgleich in der Arbeitskammer 14 beim Bremslöse­ vorgang erfolgt über das Rückschlagventil 20.

Im Bremskreis 1 ist in der Verbindung zwischen der Arbeitskammer 14 und der Radbremse 15 ein elektro­ magnetisch betätigbares 2/2-Wegeventil 21 angeordnet, das wie das Ventil 19 durch die nicht dargestellte Schlupf­ überwachungselektronik ansteuerbar ist und normalerweise eine Durchlaßstellung einnimmt und bei entsprechenden Schaltbefehlen der Schlupfüberwachungselektronik in eine Sperrstellung schaltbar ist. Parallel zum 2/2-Wegeventil 21 ist ein Rückschlagventil 22 angeordnet, das das unab­ hängig von den Schaltsignalen der Schlupfüberwachungs­ elektronik eine Druckentlastung der Radbremse ermöglicht, sofern die Pedalkraft vermindert wird. An der Radbremse 15 ist ein weiteres durch die nicht dargestellte Schlupf­ überwachungselektronik steuerbares 2/2-Wegeventil 23 an­ geschlossen, das in der Ruhestellung eine Sperrstellung einnimmt und in eine Lage schaltbar ist, in der die Rad­ bremse 15 mit einer Rücklaufleitung 24 verbunden ist, so daß der Radbremse 15 Druckmittel entnommen und dem druck­ losen Nachlaufbehälter 7 zugeführt wird. Desgleichen be­ findet sich im Bremskreis II ein 2/2-Wegeventil 25, das dem Ventil 21 entspricht. Dem Ventil 25 ist ein Rück­ schlagventil 26 parallelgeschaltet, das dem Ventil 22 im Bremskreis I entspricht. Weiterhin ist an der Radbremse 16 im Bremskreis II ein 2/2-Wegeventil 27 angeschlossen, das die gleiche Funktion wie das Ventil 23 hat.

Am Druckraum 4 des hydraulischen Kraftverstärkers 1 ist ein dritter Bremskreis III angeschlossen, der zur Druck­ versorgung von Radbremsen 28, 29 dient, die sich an der Hinterachse des Kraftfahrzeuges befinden. In Analogie zu den Bremskreisen I, II befindet sich auch im Bremskreis III ein normalerweise durchgeschaltetes 2/2-Wegeventil 30, dem ein Rückschlagventil 31 parallelgeschaltet ist. Desweiteren ist über ein 2/2-Wegeventil 32 eine Ver­ bindung zwischen den Radbremsen 28, 29 und der Rücklauf­ leitung 24 bzw. dem drucklosen Nachlaufbehälter 7 her­ stellbar.

An der Kolbenstange 2 des hydraulischen Kraftverstärkers 1 ist eine Pedalstütze 33 ankoppelbar, durch die während des Prüfvorganges eine konstante Kraft auf den hydrau­ lischen Kraftverstärker 1 ausübbar ist.

Im Diagramm nach Fig. 2 ist im oberen Abschnitt der zeit­ liche Verlauf eines Prüfdrucks dargestellt, wobei die durchgezogene Linie den Druckverlauf bei ausreichender Dichtheit des Bremskreises wiedergibt, während die strichpunktierte Linie einen Druckverlauf angibt, der auf eine Undichtigkeit des zu überprüfenden Bremskreises hin­ weist. Im oberen Abschnitt des Diagramms nach Fig. 2 ist beispielsweise der Druckverlauf während einer Überprüfung des Bremskreises III wiedergegeben.

Im mittleren Abschnitt des Diagramms nach Fig. 2 ist die Schaltstellung des 2/2-Wegeventils 30 nach Fig. 1 wieder­ gegeben. Schließlich ist im unteren Abschnitt des Dia­ gramms nach Fig. 2 die Schaltstellung des 2/2-Wegeventils 32 nach Fig. 1 gezeigt.

Das erfindungsgemäße Prüfverfahren ist nachfolgend anhand von dem in Fig. 2 dargestellten Diagramm unter Bezugnahme auf Fig. 1 näher erläutert. Ausgehend vom Zeitpunkt t₀ (Bremslösestellung) wird über die Pedalstütze 33 durch Kraftbeaufschlagung der Kolbenstange 2 im Bremskreis III ein hydraulischer Druck aufgebaut, der zum Zeitpunkt t₁ einen Maximalwert erreicht. Zum Zeitpunkt t₁ hat der Druck im Druckraum 4 des hydraulischen Kraftverstärkers 1 bzw. im Bremskreis III einen Druck erreicht, der der mittels der Pedalstütze 33 ausgeübten Kraft proportional ist. Zum Zeitpunkt t₁ wird das 2/2-Wegeventil 30 in eine Sperrstellung geschaltet, in der der Druckraum 4 des hydraulischen Kraftverstärkers 1 von den Radbremsen 28, 29 getrennt ist. Demnach bleibt der hydraulische Druck im Bremskreis III auf einem konstanten Niveau, bis zum Zeit­ punkt t₂ das 2/2-Wegeventil 32 betätigt wird, so daß das dem 2/2-Wegeventil 30 parallelgeschaltete Rückschlag­ ventil 31 eine Schließlage einnimmt. Das 2/2-Wegeventil 32 bleibt bis zum Zeitpunkt t₃ erregt, so daß ein ent­ sprechender Druckabfall im Bremskreis zu verzeichnen ist. Im Zeitpunkt t₃ fällt das 2/2-Wegeventil 32 in seine Ruhelage zurück, in der der Bremskreis wiederum vom drucklosen Nachlaufbehälter 7 getrennt ist. Bis zum Zeit­ punkt t₄ erfolgt nun eine weitere Druckkonstanthalt­ phase im Bremskreis III.

Im Zeitpunkt t₄ wird das 2/2-Wegeventil 32 erneut an­ gesteuert, so daß bis zum Zeitpunkt t₅ abermals ein Druckabfall im Bremskreis III auftritt. Im Zeitpunkt t₅ fällt das 2/2-Wegeventil 32 erneut in seine Ruhelage zurück, so daß nunmehr der Bremskreis III ein vollkommen abgeschlossenes hydraulisches System bildet.

Der eigentliche Prüfvorgang beginnt zum Zeitpunkt t₆ und nimmt bis zum Zeitpunkt t₇ größenordnungsmäßig eine Minute in Anspruch.

Sofern eine Dichtheit des zu überprüfenden Bremskreises III gegeben ist, entsteht im Zeitpunkt t₇ eine Druck­ differenz p₁ die, wie aus der Darstellung er­ sichtlich, relativ gering ist. Sollte eine Undichtigkeit in der Bremsanlage vor liegen, so folgt der Druckverlauf p_III beispielsweise der strichpunktierten Linie im oberen Abschnitt des Diagramms nach Fig. 2, so daß sich zum Zeitpunkt t₇ eine Druckdifferenz p₂ ergibt, die eine Undichtigkeit im Bremskreis III anzeigt. Beispiels­ weise kann bei dem beschriebenen Prüfverfahren vorgesehen sein, daß der zu überprüfende Bremskreis als undicht an­ zusehen ist, sofern ein Druckabfall von 1 bar innerhalb des Prüfzeitraumes gemessen wird. Schließlich schaltet zum Zeitpunkt t₈ das 2/2-Wegeventil 30 in seine Ruhe­ lage zurück.

Zur Erfassung des Druckabfalls während der Prüf­ periode (t₇ - t₆) stehen grundsätzlich die ver­ schiedensten Meßmittel zur Verfügung. Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß durch den während des Prüfvorgangs im abgesperrten Abschnitt des zu überprüfenden Brems­ kreises vorherrschenden Druck ein Kolben gegen eine Federkraft verschiebbar ist, wobei die Verschiebekraft des Kolbens zu Beginn und Ende der Prüfzeit gemessen wird. Ferner ist es denkbar, die Axiallage des Kolbens zu Beginn und Ende der Prüfzeit festzustellen und daraus auf einen entsprechenden Druckabfall zu schließen. Anderer­ seits können bei dem beschriebenen Meßverfahren an druck­ beaufschlagbaren Komponenten der Bremsanlage Meßmittel angeordnet sein, durch die eine Verformung während des Prüfvorgangs erfaßbar ist. Die elastische Verformung druckbeaufschlagbarer Komponenten der Bremsanlage läßt sich beispielsweise durch Dehnungsmeßstreifen fest­ stellen, die Bestandteil einer Wheatstone′schen Meßbrücke sein können. Andererseits ist es denkbar, den Leistungs­ bedarf der Ventilmittel während der Prüfzeit zu erfassen, da diese elektrischen Werte in einem bestimmten Zusammen­ hang mit dem Druck im zu überprüfenden Bremskreis stehen.

Claims (6)

1. Verfahren zur Überprüfung der Dichtheit von hydrau­ lischen Bremsanlagen, bei mit Bremsschlupfregelanla­ gen ausgerüsteten Kraftfahrzeugen, bei denen zwi­ schen einem Bremsdruckgeber und mindestens einer Radbremse als Ventilmittel ein in der Grundstellung geöffnetes 2/2-Wegeventil vorgesehen ist, durch das eine Verbindung zwischen dem Bremsdruckgeber und den Radbremsen hergestellt oder unterbrochen wird, sowie mit mindestens einer zwischen den Radbremsen und ei­ nem Nachlaufbehälter bestehende Verbindung, in die als Ventilmittel ein weiteres, in der Grundstellung geschlossenes 2/2-Wegeventil eingesetzt ist und mit einer in dem Abschnitt zwischen den 2/2-Wegeventilen und den Radbremsen angeordneten Meßeinrichtung, da­ durch gekennzeichnet, daß:

• a) durch Kraftbeaufschlagung einer Kolbenstange (2) des Bremsdruckgebers im Bremskreis (I; II; III) ein hydraulischer Druck aufgebaut wird, der der Kraftbeaufschlagung der Kolbenstange (2) proportional ist,
• b) das zwischen dem Bremsdruckgeber und der Rad­ bremse (15; 16; 28, 29) geschaltete, in der Grundstellung elektromagnetisch stromlos ge­ öffnete 2/2-Wegeventil (21; 25; 30) in eine Sperrstellung geschaltet wird, so daß der von der Kolbenstange (2) unter Druck gesetzte Druckraum (4, 14) von der Radbremse (15; 16; 28; 29) getrennt wird,
• c) das zwischen der Radbremse (15; 16; 28; 29) und dem drucklosen Nachlaufbehälter (7) geschaltete und in der Grundstellung elektromagnetisch stromlos geschlossene 2/2-Wegeventil (23; 27; 32) geöffnet wird, so daß ein entsprechender Druckabfall zwischen dem in Sperrstellung ge­ schalteten 2/2-Wegeventil (21; 25; 30) und der hieran angeschlossenen Radbremse (15; 16; 28; 29) entsteht, wobei ein zu dem elektromagne­ tisch in Sperrstellung befindlichen 2/2-Wege­ ventil (21; 25; 30) parallel geschaltetes Rück­ schlagventil (22; 26; 31) in eine Schließlage bewegt wird,
• d) das nach Erreichen der Schließlage des Rück­ schlagventils (22; 26; 31) das in der elektromagnetisch in Offenstellung geschaltete 2/2-Wegeventil (23; 27; 32) in seine Sperrstellung gelangt,
• e) der Druckabfall pro Zeiteinheit im abgesperrten Bremskreisabschnitt mittels einer Meßvorrich­ tung erfaßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß durch den während des Prüfvor­ gangs im abgesperrten Abschnitt des zu überprüfenden Bremskreises (I, II; III) vorherrschenden Druck ein Kolben gegen eine Federkraft verschoben wird, wobei die Verschiebekraft des Kolbens zu Beginn (t₆) und Ende (t₇) einer Prüfzeit (t₇ - t₆) gemessen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Axiallage des Kolbens zu Beginn (t₆) und Ende (t₇) der Prüfzeit (t₇ - t₆) gemessen wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorausgehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an druckbeaufschlagbaren Komponenten, wie Bremssattel oder Bremsschlauch, der Bremsanlage Meßmit­ tel vorgesehen sind, durch die eine Verformung während des Prüfvorganges erfaßt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Meßmittel eine Wheatstone′sche Meßbrücke eingesetzt wird, wobei ein Brückenwiderstand ein mit einer elastisch verformba­ ren Bremsenkomponente verbundener Dehnungsmeßstrei­ fen aufnimmt.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorausgehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Meßmittel vorgesehen werden, durch die der Leistungsbedarf der Ventilmittel (21; 23; 25; 27; 30; 32) während der Prüfzeit (t₇ - t₆) erfaßt wird.