具有用于填充液位监控的装置的流体容器的制作方法

在各种各样的实施例中，具有用于监控所引入的流体的填充液位的装置的流体容器是已知的，并且是广泛可用的。

背景技术：

de102010042646a1例如披露了一种流体容器，该流体容器被设计为机动车辆制动系统的制动流体容器。流体容器具有用于检测所引入的制动流体的最小填充液位的装置。为此，该装置具有信号单元，该信号单元具有便宜且操作可靠的舌簧开关，该舌簧开关由环形磁体激活，并在此过程中闭合电路。舌簧开关在竖直的圆柱形导管中以可容许的最小填充液位高度布置在容器中。环形磁体容纳在环形浮子中，并且与环形浮子一起形成位置编码器，该位置编码器围绕导管布置并在其上被引导。舌簧开关仅对高于特定阈值的磁场强度做出数字响应，因此提供了单个固定的评估点。然而，通常可以使用的磁体的磁场不仅形成主瓣，而且形成空间上偏移的旁瓣，这些旁瓣也可以激活舌簧开关。为避免不正确的切换，因此就位置编码器的可能移动范围而言，位置编码器的自由移动在很大程度上受到合适的止挡件的限制，其中下部止挡件也限定了要监控的填充液位。因此，测量点以结构方式限定，并且在随后的阶段无法更改、校准或适配。

为补偿衬片磨损，由于构造的原因，制动流体从制动流体容器中移位到车轮制动器中，从而导致制动流体容器中的填充液位下降。而且，环境影响(例如尤其是温度或空气湿度)会引起填充高度的自然变化。尽管如此，因为必须在限定的时间段或距离确保制动的可靠性，因此在开关位置下方的流体容器中进行制动流体的安全供应，这增加了流体容器的尺寸，在所需的安装空间方面存在缺点。

此外，功能的监控被认为需要改进。就此而言，例如，不能可靠地检测到位置编码器的阻塞或堵塞。在已知的装置中也存在这样的情况，即仅可能发出极端泄漏的信号，例如在制动回路完全失效的情况下。另一方面，逐渐的泄漏可能会在较长时间段内仍未被检测到。

技术实现要素：

因此，目的是提出一种改进的流体容器，该流体容器具有可靠的填充液位监控，并且通过该流体容器可以避免上述缺点。

根据本发明，该目的通过具有如权利要求1所述的特征的组合的流体容器来实现。根据本发明，从属权利要求提出了进一步的有利实施例和改进。还提出了在根据本发明的装置的操作期间用于功能扩展的方法。

本发明提出，为了检测磁体元件的位置，信号单元具有至少一个霍尔元件。由于输出电压与磁场强度成正比，因此位置编码器的位置也可以连续确定，而不是在扩展的检测范围内的固定切换点处确定。还可以基于位置编码器在检测范围内的位置变化来检测泄漏。例如，可以在车辆停止或启动时确定填充高度，并将其与其他信息(例如衬片磨损指示器)进行比较，因此，如果出现意外偏差，则可以在较早的时间点处做出响应。

也可以使用软件来校准用于填充液位监控的装置，例如，用于补偿制造公差，变体的再现或补偿温度引起的填充液位变化。

根据本发明的有利改进，信号单元可以基本上布置在导管内，并且位置编码器可以在同一导管上被引导并且可以基本上可移动远至流体容器的基部。

这使得可以进行流体容器中实际剩余体积的可靠测量。储备供应可以大大减少或完全省却。因此，必须携带较少的流体，并且可以减小容器的尺寸。由于较小的流体供应，减小了壳体上的机械负荷，因此，也可以以节省材料和成本的方式减小壁厚。减轻了重量。

根据本发明的第一实施例，导管可以被设计成基本上向前延伸远至流体容器的基部，以便实现位置编码器的移动范围和测量装置的检测范围的扩展。以此方式，通过壳体的特别简单的设计来实现本发明的优点。

根据本发明的第二实施例，可以在流体容器的基部上设置在导管的方向上向前延伸的突出部，所述突出部同样适合于位置编码器的引导，并且与导管一起使得位置编码器远至流体容器基部的不受阻碍的运动成为可能。这允许导管长度最佳地保持较短，这在刚性方面具有优势，并且在没有功能缺点以及在移动范围没有减小的情况下具有减小的振动趋势。也可以更容易地跨越特别大的填充高度。

根据有利的改进，可以在导管与突出部之间设置形状配合定中心装置，以便在组装期间有效地自动实现导管与突出部的同轴对准，以便精确地引导位置编码器。

此外，本发明提供的是该磁体元件的磁场具有至少一个主瓣和至少一个旁瓣，该至少一个主瓣和该至少一个旁瓣在该霍尔元件中感应出不同的输出电压，并提供了电子评估单元，该电子评估单元基于主瓣和/或旁瓣在该霍尔元件中感应的输出电压，确定该位置编码器在检测范围内的唯一位置，通过确定任何主要情况和中间状态，可以连续监控位置编码器的位置。通过将这样获得的结果与其他事件(例如空间车辆位置或制动衬片磨损)进行比较，可以在车辆运行期间自主地实现对测量装置的非常可靠的合理性检查以及对各个部件(例如位置编码器或信号单元)的功能检查。

优选地，对于根据本发明的测量装置、尤其是霍尔元件，就其技术特性、数量以及适当分配方面，旨在被设计成使得检测范围被设置为在尺寸上大于10mm，尤其是在尺寸上大于20mm，并且特别优选地在流体容器的整个可实现的填充高度上延伸。这允许有效利用流体容器的内部容积，不仅可以及时记录泄漏而且可以及时记录过量填充，以便启动合适的策略。

为了有效地利用增加的功能性和减小的尺寸的优点，根据本发明的流体容器特别有效和有利地可以用作液压机动车制动系统的制动流体容器。然而，其他使用场景，例如用于机动车辆的车窗或摄像头清洁系统的清洗液容器，同样是可能的。

此外，本发明提供了对于操作根据本发明的流体容器具有增加的功能范围的有利方法。

根据本发明的第一方法，可以以规则的时间间隔、特别是连续地确定位置编码器的位置，并且将位置编码器的位置与基于经验值或模型计算所期望的填充液位值进行比较。如果确立填充液位朝着减少逐渐偏离，则假定流体泄漏并且启动相关联的警告措施和/或策略。使用这种方法，不仅可以早期检测出逐渐泄漏，而且还可以例如将测量的填充液位值与测量的衬片磨损值进行比较，从而对测量装置进行合理性检查。

根据本发明的第二种方法，在驾驶操作期间，位置编码器的位置可以以规则的时间间隔、特别是连续地确定，并且检查与车辆的空间加速度值的相关性，这些空间加速度值可以例如借助于偏航率传感器建立。如果测量的位置多次偏离预期位置，则假设该位置编码器在适当自由移动方面存在障碍(例如未对准、堵塞、异物附着等)，并且启动相关联的警告措施和/或策略。

附图说明

以下将基于附图的说明更详细地说明本发明的细节和优点。在此背景下，将大大省略对通用类型的制动助力器的通常已知的方面和功能的描述，并且将仅讨论与本发明有关的细节。

详细地，以截面图示、示意性的和高度简化的方式，以制动流体容器为例：

图1示出了通用类型的已知流体容器，该流体容器在信号单元中具有舌簧开关，

图2示出了根据本发明的流体容器的第一实施例，该流体容器在信号单元中具有霍尔元件并且具有向前延伸远至基部的导管，

图3示出了根据本发明的流体容器的第二实施例，该流体容器在信号单元中具有霍尔元件，并且具有从基部向前延伸至导管并且用于使编码器元件连续的突出部。

具体实施方式

图1

已知的流体容器1具有能够填充有流体的壳体19。液压接口23、23‘将容器19的内部空间3连接至制动系统(此处未示出)，并且使流体能够循环。为了使制动系统可靠地起作用，需要最小量的流体，该最小量的流体以取决于容器19的状态并且可能取决于壳体19中的限定的安全系数的方式限定最小填充液位。

导管7竖直对准地布置在壳体19的内部空间3中。具有舌簧开关22的信号单元6容纳在导管7中。舌簧开关22通过其位置限定了切换点17，该切换点设置在要通过结构设计监控的最小填充液位的高度处。

在导管7上引导位置编码器4。位置编码器4被设计为环形浮子，该环形浮子浮在流体表面上，从而通过其位置标记当前的填充液位。环形磁体元件5布置在位置编码器4中。磁体元件5呈永磁体形式并且产生恒定磁场12，该磁场具有不规则形状、并且在此以高度简化的方式由相对较大的主瓣13和相对较小的在空间上与主瓣13偏离的旁瓣14、14‘表示。磁场12将舌簧开关22置于切换的状态，在该状态下电路闭合并且因此产生警告信号。

为了确保即使在流体降至最低填充液位以下之后仍存在警告信号，位置编码器4在向下方向上的移动受到下部止挡件20的限制，该下部止挡件整体地形成在壳体19的基部8上。为了防止通过旁瓣14的不正确的切换，位置编码器4在向上方向上的移动受到上部止挡件21的限制。因此，在上部止挡件21与下部止挡件20之间沿着导管7的间隔限定了编码器元件4的移动范围。

图2

在图2中以简化形式示出了根据本发明的流体容器1的第一实施例。与上述已知实施例相比，信号单元6具有布置在导管7中的霍尔元件11。导管7被设计成延伸使得导管到达远至流体容器1的壳体19的基部8。此外，不存在移动限制止挡件20、21，其结果是，位置编码器4的移动范围18在流体容器1的整个可能的填充高度上延伸。

众所周知，电流流过的霍尔元件产生与磁通密度和电流的乘积成比例的输出电压。与舌簧开关相比，所述霍尔元件由此具有模拟行为。事实是由磁体元件5产生的磁场12的主瓣和旁瓣13、14、14‘的通量密度是恒定的并且是已知的，这意味着从输出电压的大小及其时间上的变化，可以在扩展的检测范围16内计算磁体元件5与霍尔元件11相距的距离以及所述磁体元件的移动方向和移动速度。为此，根据本发明的测量装置指配有电子评估单元15，该电子评估单元控制电流并将电流提供给信号单元6，并且评估输出电压。根据要求和部件组装，检测范围16在尺寸上可以大于10mm。优选地，检测范围16在尺寸上大于20mm，并且理想地，检测范围在流体容器1的整个填充高度上延伸。

根据设定的要求和流体容器1的构造，霍尔元件11可以被定位成使得检测范围16覆盖填充液位高度的期望范围、优选地覆盖整个可能的填充高度。如果需要，在本发明的范围内可能的是，多个霍尔元件11在不同的高度位置处彼此间隔开地布置，以便进一步增加检测范围16，例如如果单个霍尔元件11的范围不足。同样在本发明的范围内，可以想到的是，多个霍尔元件被冗余地放置在相同的高度位置处，以增加故障安全性。

图3

图3示出了根据本发明的流体容器1的第二实施例。与根据图2的实施例相比，导管7具有缩短的设计。同时，突出部9从基部8在导管7的方向上升，并且设置成用于使位置编码器4延续远至基部8。

为了牢固地安装导管7和位置编码器4的不受阻碍的引导，在导管7与突出部9之间设置形状配合定中心装置10，当安装导管7时，该形状配合定中心装置强制地确保两者相对于彼此同轴对准。

在所示的实施例中，定中心装置10在突出部9的端部处形成为锥形隆起，该锥形隆起接合到导管7的端部处的互补凹陷中。不言而喻，定中心装置10的其他功能上的等效变体在本发明的范围内也是可容许的。

附图标记清单

1流体容器

2测量装置

3内部空间

4位置编码器

5磁体元件

6信号单元

7导管

8基部

9突出部

10定中心装置

11霍尔元件

12磁场

13主瓣

14旁瓣

15评估单元

16检测范围

17切换点

18移动范围

19壳体

20下部止挡件

21上部止挡件

22舌簧开关

23接口