DE3435089C2 - Verfahren zur Überprüfung der Dichtheit von hydraulischen Bremsanlagen bei mit Bremsschlupfregelanlagen ausgerüsteten Kraftfahrzeugen - Google Patents
Verfahren zur Überprüfung der Dichtheit von hydraulischen Bremsanlagen bei mit Bremsschlupfregelanlagen ausgerüsteten KraftfahrzeugenInfo
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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
pIII 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.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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