DE3935353A1

DE3935353A1 - Verfahren zur entlueftung von hydraulikanlagen

Info

Publication number: DE3935353A1
Application number: DE19893935353
Authority: DE
Inventors: Gunther Buschmann
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1989-10-24
Filing date: 1989-10-24
Publication date: 1991-04-25

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entlüftung von Hydraulikanlagen, insbesondere von hydraulischen Bremsan lagen zur Regelung des hydraulischen Drucks im Rahmen einer Antiblockier- und/oder Antriebsschlupfregelung mit einer Volumen- und/oder Druckpulsationen erzeugenden Ein heit, beispielsweise einer oder mehreren Pumpen.

Durch die deutsche Patentanmeldung P 37 31 603.6 ist be reits eine Bremsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einem Hauptzylinder, Radzylinder und einer Vorrichtung zur Antiblockierreglung bekannt geworden. Bei dieser schlupfgeregelten Bremsanlage wird in praxisgerechter Aus führungsform als Bremsdruckgeber ein Hauptzylinder mit vorgeschaltetem pneumatischen Bremskraftverstärker verwen det. Das Hilfsdruckversorgungssystem enthält zwei Hydrau likpumpen für jeweils einen zugeordneten Bremskreis, aus dem bei schlupfgeregelter Bremsbetätigung mit Hilfe von Regelventilen ein fußkraftproportionaler Hilfsdruck einge leitet wird. Dieser dynamische Druck wird einerseits auf die an den Hauptzylinder angeschlossenen statischen Brems kreise übertragen. Zum anderen wirkt dieser dynamische Druck auf die Radbremse. Zur Schlupfregelung sind in den Hydraulikkreis Einlaßventile eingefügt, die normalerweise im stromlosen Zustand auf Durchlaß geschaltet sind und mit denen bei drohendem Blockieren eines Rades der Druckmit telzufluß zu der betreffenden Radbremse gesperrt werden kann. Des weiteren sind stromlos geschlossenen Auslaßven tile an den Radbremsen vorhanden, über die, wenn erforder lich, Druckmittel von der Radbremse zu dem Druckaus gleichsbehälter hinabgeführt werden kann. Beim Einsetzen der Schlupfregelung wird über einen brems- geräteseitigen Wegsensor der Elektromotor zum Antrieb der Hilfspumpen aktiviert und über die Ein- und Auslaßventile geregelter Druck in die Radbremse eingeleitet. Außerdem werden aus Sicherheitsgründen mit Hilfe des dynamischen Hydraulikdruckes die Kolben im Tandem-Hauptzylinder zu rückgestellt bzw. arretiert. Der zum Erzeugen, Speichern und Steuern des hydraulischen Hilfsdruckes, zum dynami schen Einströmen in die Bremskreise und zum Sicherstellen der Bremsenfunktion erforderliche Konstruktionsaufwand ist folglich beträchtlich.

Die Steuersignale für die Einlaß- und Auslaßventile werden bei Bremsanlagen dieser Art mit Hilfe von elektronischen Schaltkreisen erzeugt, deren Eingänge mit Radsensoren, zum Beispiel induktiven Meßwertaufnehmern, verbunden sind und die dadurch auf eine Änderung des Raddrehverhaltens, das Blockiergefahr anzeigt, durch Konstanthalten, Abbau und erneutem Wiederaufbau des Druckes an dem entsprechenden Rad reagieren können.

Unter Bezugnahme auf den umfangreichen Aufbau der hydrau lischen Bremsanlage stellt sich das Problem der uneinge schränkten sowie unkomplizierten Entlüftbarkeit, insbeson dere nach Ausführung von Wartungs- bzw. Reparatur- und Austauschmaßnahmen, beispielsweise im Ansaugbereich der Pumpe.

Der Erfindung liegen folgende Aufgaben zugrunde: Es soll eine sichere und kostengünstige Entlüftung zur Ge währleistung der Funktion von Hydraulikanlagen, insbeson dere von hydraulischen Bremsanlagen, erzielt werden. Ins besondere soll die blasenfreie Druckmittelförderung bei hydraulischen Bremsanlagen, die mit Antiblockier- und/oder Antriebsschlupfregelung arbeiten, verbessert werden. Diese Aufgabenstellung gilt für Bremsanlagen, wie sie im oben zitierten Stand der Technik beschrieben werden. Es gehört weiterhin zu Aufgabenstellung, daß die Funktionssicherheit nach Wartungsmaßnahmen an der Pumpe, beispielsweise im An saugbereich der Pumpe, gewährleistet bleibt sowie diesbe züglich der Pumpenkreislauf möglichst schnell und einfach zu entlüften ist.

Die erfindungsgemäßen Aufgaben werden dadurch gelöst, daß über ein spezielles Entlüftungsverfahren bei aktivierter Pumpeneinheit eine der Pumpendruckseite nachgeschaltete Entlüftungsstelle eine Verbindung zur Atmosphäre her stellt, bis das hydraulische Druckmittel blasenfrei aus tritt.

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß abhängig von der wegsig nalgesteuerten Sensorinformation, beispielsweise hervor gerufen durch die Betätigung des Bremsgerätes über das Bremspedal, die Volumenförderung der Pumpeneinheit zur Entlüftung der nachgeschalteten Druckmittelverbindung ein setzt. Hierdurch läßt sich infolge einer einfachen manuel len Bedienung die Pumpenförderung einleiten, ohne zusätz liche Eingriffe in die elektrischen Anlage vornehmen zu müssen.

Hierzu ist es im Rahmen der weiteren Fortführung dieses Erfindungsgedankens vorteilhaft, den elektronischen Regler derart für das Regelverfahren anzupassen, daß unabhängig von der Erfassung des Radschlupfes anhand der Radsensor signale die Pumpeneinheit aktivierbar ist, um bei Still stand des Fahrzeuges eine rasche förderdruckseitige Ent lüftung des Hydrauliksystems zu ermöglichen.

Als geeigneten Pedalweg zum Ansteuern der Pumpeneinheit ist bereits bei den seriell verwendeten elektronischen Reglern bei einem Pedalhub von mehr als 90% eine Schalt stufe vorgesehen, die für den Anlauf des Pumpenmotors sorgt, so daß eine zusätzliche Erweiterung der Regelelek tronik entfallen kann.

Zur Entlüftung der Hydraulikleitungen wird zumindest jeder Pumpe druckseitig ein nachgeschaltetes Entlüfterventil zu geordnet, so daß zumindest je Radbremskreis eine Entlüf tungsmöglichkeit vorhanden ist.

Um den Entlüftungsvorgang des Hydrauliksystems automati sieren zu können, ist es empfehlenswert die Entlüfterven tile als Elektromagnetventile auszubilden, die bei Erre gung durch Steuersignale des elektronischen Reglers geöff net sind, solange bis das Druckmittel blasenfrei austritt. Darüber hinaus kann bei Fortführung des Gedankens abhängig von Druck- und Volumenmessungen zwischen Pumpe und Rad bremse sowie Bestimmung der Stromaufnahme des Pumpenmotors der Entlüftungszustand des Hydrauliksystems beurteilt wer den. Die Verwendung der seriell verbauten Auslaßmagnet ventile bietet sich an, um die Bremsanlage nicht durch zu sätzliche teuere Entlüftungseinrichtungen steuern zu müssen.

Auf recht einfache Weise ermöglicht zumindest die Anord nung einer Entlüfterschraube auf der Druckseite der Pumpe, beispielsweise im Pumpengehäuse oder die Bedienung der an den Radbremszylinder serienmäßig angeordneten Entlüfter schrauben, eine kostengünstige sowie wirkungsvolle Mög lichkeit der Entlüftung jedes Radbremskreises, ohne konstruktiv aufwendige Maßnahmen vorsehen zu müssen.

Im Falle einer manuellen Entlüftung des Hydrauliksystems über die pedalaktivierte Pumpeneinheit ist es empfehlens wert, daß mit den Luftblasen austretende Flüssigkeitsvolu men zumindestens in einem separaten Auffanggefäß zu sam meln und über eine Schlauchverbindung eine provisorisch angeschlossenen Kreislauf zum Vorratsbehälter des Bremsge rätes herzustellen.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind der folgenden zusammengefaßten Beschreibung mehrerer Ausfüh rungsmöglichkeiten anhand der Fig. 1 zu entnehmen.

Die Figur zeigt das schematisierte Schaltbild einer Brems druckregelvorrichtung für ein Antiblockier- und/oder An triebsschlupfregelung.

In der Figur sind nur die für die Erläuterung der Erfin dung notwendigen Teile dargestellt. Weitere Einzelheiten können dem eingangs zitierten Stand der Technik entnommen werden.

In der Figur ist mit 1 die Gesamtheit eines Hauptzylinders dargestellt. 2 bezeichnete den Radzylinder der Radbrem se 3. Mit 4 ist ein elektronischer Regler beziffert. 5 ist der Antriebsmotor für die Pumpe 6. 7 ist der Vorratsbehäl ter für das Druckmedium der Pumpe 6. Mit 8 ist der Vor ratsbehälter für den Hauptzylinder 1 bezeichnet.

Wird der Kolben 9 des Hauptzylinders abbildungsgemäß nach links bewegt, so baut sich im Druckraum 10 ein hydrauli scher Druck auf. Dieser Druck wird durch die Leitun gen 11, 12, 13 an den Radzylinder 2 weitergeleitet. Mit 14 ist das Einlaßmagnetventil bezeichnet, wobei die Ventil schaltung aufgrund eines im elektronischen Reglers 4 installierten Regelalgorithmusses erfolgt; siehe auch hierzu den eingangs zitierten Stand der Technik.

Das Einlaßventil 14 ist in der Lage, die Leitungen 12, 13 im Normalbremsmodus hydraulisch zu verbinden. Im Anti blockierregelmodus ist dieses Ventil über ein Steuersignal mit dem elektronischen Regler 4 verbunden. In der Fig. 1 ist rein symbolisch eine Leitung dargestellt, sie trägt die Bezugsziffer 15.

Im Regelmodus öffnet oder schließt das Einlaßventil 14 die Verbindung zwischen den Leitungen 12, 13, oder es stellt über das stromlos geschlossenen Auslaßventil 20 von der Leitung 13 zur Leitung 16 eine Verbindung her, die zum Vorratsbehälter 7 führt. Die verschiedene Schaltposition der Ventilelemente erzeugen im Radzylinder den gewünschten Druckverlauf. Dieser Druckverlauf umfaßt Druckabbau-, Druckaufbau- und Druckkonstanthaltephasen. Die Folge und die Länge dieser Phasen wird durch den Regelalgorithmus bestimmt, der im elektronischen Regler gespeichert ist; siehe auch hierzu den oben zitierten Stand der Technik.

Im Regelmodus kann die Pumpeneinheit 6 über die Drucklei tung 17 und 11 Druckmittel in den Druckraum 10 des Haupt zylinders 1 fördern. Außerdem kann die Pumpeneinheit 6 über die Druckleitungen 17 und 11 Druckmittel zum Einlaß ventil 14 fördern.

In der Leitung 17, die unter Druck steht, sind die vor der Pumpeneinheit 6 erzeugten Volumen- und/oder Druckpulati onen über den Sensor 18 meßbar, die in Form von elektri schen Signalen üben die Signalleitung 19 an den elektro nischen Regler 4 weitergeleitet werden.

Selbstverständlich kann der Sensor 18 auch an anderen Tei len der Bremsanlage angeordnet werden, jedoch Vorausset zung ist, daß dort von der Pumpe erzeugte Volumen und/oder Druckpulationen auftreten.

Über die Steuerleitung 21 zwischen den elektronischen Reg ler 4 und dem Motor 5 kann über die Inbetriebsetzung hinaus auch die Stromaufnahme des Antriebsmotors 5 zur Bestimmung des Lastenmomentes und damit indirekt der För derdruck der Pumpe 6 gemessen werden.

Es folgt die Beschreibung des Entlüftungsverfahrens für die vereinfacht skizzierte Hydraulikanlage.

Zum Zwecke der Entlüftung der gezeigten Bremsanlage ist am Radzylinder 2 mitteils einer Entlüfterschraube 24 eine ma nuelle Entlüftungsmöglichkeit gegeben, so daß ähnlich wie bei konventionellen, ohne ABS-/ASR-Vorrichtung ausgestat teten Bremsanlagen nach Wartungs- oder Reparaturmaßnahmen an der Bremsanlage mittels automatischen Bremsentlüfter gerät oder über das manuelle Pumpen des Pedales 23 bei ge öffneter Entlüfterschraube 24 ein Entweichen von Luftbla sen aus dem Hydrauliksystem ermöglicht ist. Übertragen auf das in der Abbildung gezeigte schlupfgeregelte Bremssystem ergibt sich durch die Anordnung einer Pumpe 6 sowie dem Einlaßmagnetventil 14 und wie auch dem Auslaßmagnetven til 20 eine Variation von Entlüftungsmöglichkeiten, die beispielhaft unter Anlehnung an das im wesentlichen manu elle Entlüftungsverfahren für konventionelle Bremssysteme unter Zuhilfenahme der Schaltfunktion elektronisch geregelter Bauteile verwirklicht werden können.

Bei Ausführung des Entlüftungsvorganges ist es erforder lich die in den Hydraulikleitungen 11, 12, 13 sowie im Hauptzylinder 1 und im Radzylinder 2 vorhandenen Luftein schlüsse möglichst vollständig zu beseitigen. Dies setzt voraus, daß zunächst zwischen dem Vorratsbehälter 7 und der Druckseite der Pumpe 6 Lufteinschlüsse grundsätzlich vermieden werden müssen, da andernfalls beim Lauf der Pumpe 6 das im Pumpenbereich eingeschlossene Luftpolster infolge der Kompressibilität den vorgeschriebenen Arbeits druck im Hydrauliksystem nicht erreichen läßt, was sowohl zu einer Verlängerung des Pedalweges wie auch zu fatalen Folgeerscheinungen durch die beeinträchtige Bremsenwirkung führen kann.

Deshalb ist die Pumpe 6 zum Zwecke der Entlüftung zunächst einmal über den Antriebsmotor 5 in Betrieb zu setzen. Dies geschieht durch Betätigen des Bremspedales 23, dessen Hub bewegung über dem pedalnahen Wegsensor 22 als Referenzsig nal an den elektronischen Regler 4 übermittelt wird. Hier durch wird über den Prozessor des Reglers 4 ein Ansteuer signal zum Antriebsmotor 5 übertragen, das für den Betrieb des Antriebsmotors 5 und der angekuppelten Pumpe 6 sorgt. Infolge der seriellen Programmierung des elektronischen Reglers 4 ist hierbei vorgesehen, daß der Anlauf des An triebsmotors 5 erst bei einem sensierten Pedalhub von min destens 90% des Gesamthubes erfolgt. Hierdurch ist unter anderem das im Druckraum 10 des Hauptzylinder 1 einge schlossene Volumen weitgehend verdrängt und somit das eingeschlossene Restvolumen äußerst gering, so daß haupt zylinderseitige Lufteinschlüsse nahezu ausgeschlossen wer den können. Solange das Bremspedal 23 in dieser beschrie benen Stellung verharrt, förderte die Pumpe 6 das luft blasenvermischte Druckmittel über die Hydrauliklei tung 12, 17 sowie auch infolge der mitschleppenden Wirkung aus der Hydraulikleitung 11 und dem auf Durchlaß geschalteten Einlaßmagnetventil 14 über die Hydraulik leitung 13 zum Radzylinder 2, wobei während des gesamten pedalaktivierten Pumpenlaufs die am Radzylinder 2 vorge sehene Entlüfterschraube geöffnet ist. Das am Entlüfter ventil 24 austretende Druckmittel wird sodann in einem separatem Auffanggefäß 25 gesammelt oder über eine am Ent lüfterventil 24 aufgesteckte Schlauchverbindung 26 direkt dem pumpenseitigen Vorratsbehälter 7 zugeführt. Hierdurch kann auf einfache Weise fehlendes Druckmittel wieder er gänzt werden. Das Einlaßventil ist so lange geöffnet zu halten bis das Druckmittel blasenfrei austritt.

Um den Entlüftungsvorgang des Hydrauliksystems zu automa tisieren ist alternativ vorgesehen, abhängig von sensier ten Volumen- und Druckpulationen der Pumpe 6, beispiels weise duch einen Sensor 18 im Bereich der pumpennahen Hydraulikleitung 17, Impulseingangssignale über die Lei tung 19 einer Auswerteschaltung des elektronischen Reg lers 4 zuzuführen, die unter Berücksichtigung der Lastmo menten abhängigen Antriebsmotorsignale über die Steuer leitung 21 die Schaltphase des Auslaßmagnetventils 20 festlegen. Hierzu sieht das Sicherheitskonzept vor, zu Entlüftungszwecken das Auslaßmagnetventil 20 nur beim völligen Ausbleiben von Radsensorsignalen, d.h. bei Fahr zeugstillstand über den Regler 4 separat zu schalten, um ein Bremsenversagen im Fahrbetrieb ausschließen zu können.

Bei dieser alternativ beschriebenen Entlüftungsweise kann ein manueller Eingriff des Servicepersonals in das Brems system unterbleiben, indem auf vorteilhafte Weise das be schriebene Entlüftungsverfahren sowie eine leistungsfähige Regelelektronik den Entlüftungsvorgang bestimmt und ggf. dafür sorgt, daß bei Fahrzeugstillstand eine automatische Bremsenentlüftung stattfindet.

Bezugszeichenliste

1 Hauptzylinder
2 Radzylinder
3 Scheibenbremse
4 Elektronischer Regler
5 Antriebsmotor
6 Pumpeneinheit
7 Vorratsbehälter
8 Vorratsbehälter
9 Kolben
10 Druckraum
11 Hydraulikleitung
12 Hydraulikleitung
13 Hydraulikleitung
14 Einlaßmagnetventil
15 Leitung
16 Leitung
17 Hydraulikleitung
18 Sensor
19 Leitung
20 Auslaßmagnetventil
21 Steuerleitung
22 Wegsensor
23 Bremspedal
24 Entlüfterventil
25 Auffanggefäß
26 Schlauchverbindung

Claims

1. Verfahren zum Entlüften von Hydraulikanlagen, insbe sondere für hydraulische Bremsanlagen, zur Regelung des hydraulischen Drucks im Rahmen einer Anti blockier- und/oder Antriebsschlupfregelung, mit einer Volumen- und/oder Druckpulsationen erzeugenden Ein heit, beispielsweise einer oder mehrerer Pumpen, da durch gekennzeichnet, daß bei aktivier ter Pumpeneinheit (6) eine der Pumpendruckseite nach geschaltete, zeitphasengeregelte Entlüftungsstelle eine Verbindung zur Atmosphäre herstellt, bis das hy draulische Druckmittel blasenfrei austritt.

2. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 1, zur Entlüf tung von Hydraulikanlagen, insbesondere für hydrauli sche Bremsanlagen, zur Regelung des hydraulischen Drucks im Rahmen einer Antiblockier- und/oder An triebsschlupfregelung, mit mindestens einem Wegsignal aufnehmenden Sensor, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen einer definierten Signalstellung der Volumen- und/oder Druckpulationen erzeugenden Pumpeneinheit (6), bei spielsweise abhängig von einer wegsensierten Brems pedalpositionierung (22, 23), die Volumenförderung der Pumpeneinheit (6) zur Entlüftung der nachgeschalteten Druckmittelverbindung einsetzt.

3. Verfahren nach einem oder den beiden der vorangegan genen Ansprüchen zur Entlüftung einer Bremsdruckre gelanlage für ein Antiblockier- und/oder Antriebs schlupfregelung mit einem elektronischen Regler, in dem vorzugsweise ein Regelalgorithmus gespeichert ist, dadurch gekennzeichnet, daß im elektronischen Regler vorzugsweise im Rahmen des Regelalgorithmus oder zusätzlich zum Regelalgorithmus, mindestens ein Volumen- und/oder Druckpulsationen erzeu gendes Pumpensignal übermittelt wird, das für den Betrieb der Pumpeneinheit (6) bei signalinaktiven Radsensoren sorgt.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche zur Entlüftung einer Bremsdruckregelanlage für eine Antiblockier- und/oder Antriebsschlupfregelung mit einem elektronischen Regler, in dem vorzugsweise ein Re gelalgorithmus gespeichert ist, dadurch gekennzeichnet, daß im elektronischen Regler vorzugsweise im Rahmen des Regelalgorithmus oder zusätz lich zum Regelalgorithmus, bei einem Pedalweg von mehr als 90% des Gesamthubes ein Ansteuersignal zum Betrieb der Pumpeneinheit (6) übertragbar ist.

5. Bremsanlage für die Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Förderstrom der Pumpeneinheit (6) druckseitig ein oder mehrere Entlüfterventile (20, 24) vorgesehen sind.

6. Bremsanlage für die Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangegangenen An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüfterventile (24, 20) als vom elektronischen Reg ler (4) anzusteuernde, stromlos geschlossene, Elek tromagnetventile (20) ausgeführt sind, wobei insbe sondere das seriell zur Bremsdruckregelung einer jeden Radbremse (3) vorgesehene Auslaßmagnetven til (20) zu Entlüftungszwecken schaltbar ist.

7. Bremsanlage für die Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangegangenen An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine mechanisch betätigbare, vorzugsweise als manuell zu öffnende und zu verschließende Ent lüfterschraube (24) auf der Druckseite der Pumpenein heit (6) vorgesehen ist.

8. Bremsanlage für die Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangegangenen An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens jeweils ein Bremsdruckregelkreis mit je weils einem Entlüfterventil (20, 24) ausgestattet ist.

9. Bremsanlage für die Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangegangenen An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüfterventil (24, 20) in Nähe der Radbremse (3), vorzugsweise im Radzylinder (2) angeordnet ist.

10. Bremsanlage für die Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangegangenen An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüfterventil (24, 20) in Nähe der Pumpenein heit (6), vorzugsweise am Pumpen-Druckraum angeord net ist.

11. Bremsanlage für die Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangegangenen An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüfterventil (24, 20) mit einem das Druckmittel aufnehmenden Auffanggefäß (25, 7, 8) verbindbar ist.

12. Bremsanlage für die Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangegangenen An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüfterventil (20, 24) mit einer das Druckmittel aufnehmenden separaten sowie flexiblen Schlauchver bindung (26) einen provisorisch geschlossenen Hydrau likkreislauf zum Bremsgeräteseitigen Vorratsbehäl ter (7, 8) herstellt.