CN103097217A - 用于主缸的传感器组件 - Google Patents

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Abstract

描述了一种与制动系统的主缸连用的传感器组件，其中该主缸具有入口侧的操作件和与真空制动增力器连通的真空区。该传感器组件包括：测量在主缸真空区内的真空的真空传感器；测量与该操作件固定连接的信号发送器的至少一个另外的传感器。该真空传感器和该至少一个另外的传感器容置在传感器组件的一个壳体里。壳体的开口允许真空传感器与该主缸的真空区连通。

Description

用于主缸的传感器组件
技术领域
本公开内容总体上涉及机动车制动系统领域。确切说，描述了一种与制动系统的主缸连用的传感器组件。
背景
在机动车中使用了真空制动增力器，用于增强由驾驶员施加于刹车踏板的踩踏力。常见的真空制动增力器具备真空腔以及工作腔，它们通过呈隔膜状的活塞分隔开。隔膜又以传力方式与主缸的入口侧操作件相连，驾驶员所施加的踩踏力也作用于该主缸。
在真空腔里，在行驶运行中始终维持真空，而工作腔能够可选地与真空腔连同，或者与大气压连通。一旦这两个腔相互连通，则在这两个腔里存在相同的压力，并且隔膜位于其初始位置上。在制动过程范围内，工作腔与真空腔在流体方面分隔开并且工作腔还与大气压相连通。由此导致的在工作腔内的压力增大造成作用于隔膜的压力差。该压力差又造成隔膜朝向真空腔移动并因而造成作用于主缸的操作件的增强力。
为了评估真空制动增力器的工作能力而期望能利用传感器来检测真空腔内的压力。在迄今的监测解决方案中，为了测定空气压力而在制动增力器上安装真空传感器。但是，如果制动增力器失效且必须换更换，则这要求也换掉相当昂贵的真空传感器。作为替代方式，真空传感器可以从出现故障的制动增力器上被拆下并重装在新的制动增力器上，但随之而来的是很费时。
为了避免此缺点，在DE102004013191A中提出，在主缸内设有与该制动增力器的真空腔相连通的真空区并且将该真空传感器安置在该主缸的真空区内。一个特殊的实施方式提出，将真空传感器连同刹车灯开关的位置传感器整合在一个传感器组件中并且整个传感器组件设置在该主缸的真空区内。该传感器组件在此包括指状承载件，真空传感器和位置传感器容装在指尖上。为了在主缸真空区内定位传感器，使承载件连同装于正面的传感器穿过在主缸内形成的通道，该通道通至该真空区。
概述
本发明基于以下任务，提出一种可供选用的且尤其得到改善的主缸-传感器组件安装构想。
该任务将通过一种用于与主缸连用的传感器组件来完成，其中，该主缸具有入口侧的操作件和用于与真空制动增力器连通的真空区。该传感器组件包括用于测量在主缸真空区内的真空的真空传感器、用于测量与主缸操作件固定相连的信号发送器的至少一个另外的传感器以及容纳该真空传感器和该至少一个另外的传感器的壳体。该壳体具备允许真空传感器与主缸真空区连通的壳体开口，并且该壳体具备用于在外侧将该壳体安装在主缸上的固定机构。
该固定机构可以包括多个空腔(例如孔)用于容纳螺栓或其它固定件，壳体借此在外侧被安装在主缸上。作为替代方式，该固定机构也可以包括设置在壳体上的螺纹，用于将该壳体拧装入主缸中。安装机构的另一个实施方式包括壳体构型，该壳体构型允许该壳体借助压配合安装在主缸上。
该壳体可以在一侧或多侧包围该真空传感器和该至少一个另外的传感器。因此，该壳体可以至少在上侧包围传感器。为此，在最简单的情况下，该壳体由板状件构成，其例如遮盖主缸内的空腔。根据另一个实施方式，该壳体至少在侧面且在上侧包围传感器。还可以想到的是，该壳体至少在局部在与主缸相邻的底侧包围传感器。
该壳体开口可以形成在与主缸相邻的壳体底侧上。但是也可以想到的是，该壳体开口设置在侧面或者在壳体的其它位置上。根据一个改进方案，该传感器组件包括密封件，用于真空密封地相对于主缸且尤其是相对于其真空区密封该壳体开口。该密封件例如可以呈包围该壳体开口的密封圈的形式。用于密封该壳体开口的该密封件也可以形成在主缸上，但或者可以松弛设置在主缸和传感器组件之间。
对于该真空传感器和该至少一个另外的传感器，可设有一个共同的电接头。该共同的电接头可以(例如以插接触点形式)形成在壳体上。该真空传感器和该至少一个另外的传感器可以共同安置在容纳于该壳体里的印刷电路板上。该印刷电路板可容许通过该共同的电接头来接触这些传感器或为其而设的信号处理电路。
用于测量与操作件相连的信号发送器的该至少一个另外的传感器可以是用于测量操作件所走过的距离的行程传感器。另外，该至少一个另外的传感器可以是用于测量到达操作件预定位置的位置传感器。根据一个可选的改进方案，该位置传感器是刹车灯开关的一部分。该行程传感器提供模拟信号并且例如以连续(例如线性)霍尔传感器形式构成。而且，该位置传感器可以提供二进制信号并且例如以包括两个开关状态的二进制霍尔传感器形式来构成。
根据一个实施方式，传感器组件除了真空传感器外还包括该行程传感器以及该位置传感器。据此，设有至少三个传感器。但是，也可以想到这样的实施方式，其中设有行程传感器以及位置传感器，但没有真空传感器。
还可以设有电路机构，它设计成能依据位置传感器的输出信号来校正该行程传感器。该电路机构可以是传感器组件的一部分，但或者在传感器组件之外(也例如在控制设备中)被加入。
根据一个实施方式，行程传感器和位置传感器相互间有距离。该距离可以根据该信号发送器的纵向延伸尺寸来选择。行程传感器和位置传感器之间的距离以及该信号发送器的纵向延伸尺寸都可以在操作件的或信号发送器的运动方向上来限定。
根据一个变型，行程传感器和位置传感器之间的距离可以大致等于信号发送器的一半长度。这样的距离例如在设置发出电磁辐射的信号发送器(例如磁铁件)的情况下是有利的。不过，根据这些传感器和信号发送器的实施方式的不同，也可以选择在行程传感器和位置传感器之间的不同的距离。
该行程传感器和位置传感器可设计用于测量电磁辐射例如像磁通密度。在这样的实施方式中，可以如此安置行程传感器，即，该行程传感器在该操作件的初始位置上大致位于一个(源于信号发送器)的磁通密度最大值的区域内。若传感器组件包括另一个第二行程传感器，则第二行程传感器可以如此安置，即，它在操作件的初始位置上大致位于另一个磁通密度最大值的区域内。另外，该位置传感器可以如此安置，即，该位置传感器在操作件的初始位置上大致位于两个磁通密度最大值之间的区域内。
利用此校正构想，可以如此提高行程测量精度，即，行程传感器的输出信号也可被考虑用于踏板行程测量(为此可省掉附加的踏板行程传感器)。踏板行程测量是实现电液刹车系统、再生刹车系统(复合刹车系统)或类似构想的主要前提。因此，在此提出的传感器组件也可与这样的刹车系统相关地来使用。
该信号发送器可以通过各种方式与该操作件固定连接。在最简单的情况下，该信号发送器直接与该操作件相连，或甚至与该操作件是相同的。作为可选方式，该信号发送器也可以设置在与该操作件固定连接的结构上。该结构可以是例如与该操作件连接的挺杆，在挺杆上装有该信号发送器。在此情况下，该传感器组件还可以具有用于容纳挺杆的通道(例如在筒内)。根据此实施方式，该壳体开口可以如此设置，即，该真空传感器通过该通道与该主缸的真空区连通。就是说，该壳体开口例如可以由(就挺杆而言)入口侧的通道开口构成，但或者设置在该通道内。
也提出一种包括主缸和在此提出的传感器组件的主缸总成。该主缸包括该入口侧的操作件和用于与真空制动增力器连通的该真空区。该主缸总成还可以包括真空制动增力器本身。
根据一个改进方案，主缸总成包括与该操作件相连的挺杆，在挺杆上装有信号发送器。而且，可以在主缸上形成用于容纳挺杆的通道。该通道可属于主缸的真空区并且设置成使该真空制动增力器的真空腔与壳体开口连通。通过这种方式，实现了真空传感器与真空腔的相互连通。
此外提供一种传感器系统，其具有包括该行程传感器和该位置传感器的传感器组件如电路机构，它设计用于依据该位置传感器的输出信号来校正该行程传感器。该传感器系统可被用于根据行程传感器的输出信号来模拟踏板行程传感器信号。
传感器组件的一个用途还可以包括：校正由行程传感器测量的所走过的行程，以及校正由位置传感器测量的预定位置到达。这样的校正例如可以包含根据位置传感器的输出信号来校正行程传感器(的输出信号)。该校正可以在测量到达该预定位置(即例如在位置传感器的开关点)时进行。为了校正，可以在到达预定位置时使行程传感器输出信号与参考信号关联起来。与此相关，例如可以与参考信号相符地调节用于行程传感器输出信号的放大系数。
该位置传感器的输出信号可被验证。这种验证可以包含对另一个指明刹车过程的信号的冗余分析。这样的信号例如可以由纵向加速度传感器或车轮转速传感器来提供。
基于行程传感器的输出信号，可以确定其它参量。这些参量的确定尤其在之前的行程传感器校正(和或许其输出信号的验证)中是非常准确和可靠的。因此可以依据行程传感器输出信号来求出刹车踏板行程和/或真空制动增力器内的真空。各自的求出可以依据数学计算(例如采用数学模型)来进行。
附图简介
从以下对多个实施例的描述以及附图中得到了本发明的其它方面、优点和实施方式，其中：
图1是主缸总成的一个实施例的剖视图；
图2是图1的局部放大图，其示出了传感器组件的第一实施例；
图3示出了传感器组件的第二实施例；
图4示出了用于传感器组件的信号发送器筒的第一实施例；
图5示出了用于传感器组件的信号发送器筒的第二实施例；
图6示出了主缸总成的另一个实施例；
图7示出了主缸总成的又一个实施例；
图8是说明用于根据图8的实施例的磁通密度的变化过程的示意曲线图；
图9是说明传感器输出信号变化过程和可能的检测范围选择的示意曲线图；
图10是说明校正构想的示意曲线图；
图11是进一步说明校正构想的示意曲线图；和
图12是说明依据刹车踏板行程确定制动增力器真空的示意曲线图。
实施例
图1示出总体用10标示的主缸总成的一个实施例。主缸总成10包括主缸12、安装于主缸12端侧的真空制动增力器14以及在出口侧安装于主缸12上的传感器组件16。
真空制动增力器14包括壳体18。在壳体18内形成真空腔20以及工作腔22。工作腔22借助可在壳体18内像活塞那样移动的隔膜24与真空腔20分隔开。隔膜24又以传力方式与输入杆25相连。输入杆25借助刹车踏板(未示出)来操作。
主缸12包括壳体26，该壳体通过呈O形环27形式的密封件安装在制动增力器14的壳体18上。在壳体26内形成液压腔28。在液压腔28内，与输入杆25固定连接的作动活塞(主活塞)30导向移动。借助作动活塞30，可以在液压腔28内生成用于操纵车轮制动器(未示出)的液压。在液压腔28内的制动压力生成是通过作动活塞30在图1中右移来实现的。作动活塞30的移动借助与刹车踏板相连的输入杆25以及隔膜24来实现。在此情况下，一方面由驾驶员传入刹车踏板的踩踏力作用于作动活塞30，另一方面，由制动增力器14(按照常规方式)产生的增强力作用于作动活塞。
如图1所示，在作动活塞30的朝向输入杆25的端面上安装有一个盘形件32。盘形件32与作动活塞30同心布置并且径向超出作动活塞30。在盘形件32的外周附近，固定不动地安装有一个平行于作动活塞30延伸向主缸壳体26的挺杆34。挺杆34呈杆状件形式并且经过在壳体26内形成的通道36延伸进入同样在壳体26内形成的空腔38。在其远离盘形件32的一端上，挺杆34装有信号发送器元件40用于借助传感器组件16完成测量。因为挺杆34与作动活塞30固定连接，所以作动活塞30的任何平移运动被直接传递给信号发送器元件40。因此缘故，通过利用传感器组件16测量信号发送器元件40的运动或位置，实现了对作动活塞30的运动或位置的说明。
如图1所示，输入杆25、盘形件32、挺杆34以及作动活塞30至少部分地设置在制动增力器14的真空腔20内。另外，通过与真空腔20连通的通道36以及主缸壳体26的与通道36连通的空腔38，在主缸12内界定出一个真空区。挺杆34连同安装在其上的信号发送器元件40探入该真空区。
为了阻止因大气进入主缸26真空区而造成真空腔20的真空损失，主缸壳体26的空腔38借助传感器组件16被真空密封地封闭。以下将结合图2来详细描述此事实以及传感器组件16的配置。图2示出了在传感器组件16区域内的图1的局部放大图。
如图2所示，传感器组件16包括壳体42，该壳体在出口侧安装在主缸12的壳体26上。传感器组件16壳体42在主缸壳体26上的安装是如此实现的，即，主缸壳体26内的空腔38被真空密封地封闭。为此目的，围绕空腔38在传感器组件16的壳体42和主缸壳体26之间设有密封件44。通过这种方式阻止了来自环境的空气经过空腔38和主缸壳体26里的通道36进入制动增力器14的真空腔20。
在根据图2的实施例中，传感器组件16的壳体42借助螺栓(未示出)被固定在主缸壳体26上。但因为在主缸12的真空区内存在吸入效应，所以壳体42也可以在采用不太牢固的安装机构的情况下在外侧安装在主缸12上。例如也可考虑铰链连接或锁定连接用于安装壳体42。
在根据图2的实施例中，壳体42包括第一壳体件，其限定出壳体42的底侧46和侧壁48，还包括第二壳体件，其呈盖子50形式并且在上侧封闭第一壳体件。在壳体42内装有印刷电路板52(PCB)。在印刷电路板52上安装有真空传感器54、线状或面状的行程传感器56以及电路机构58。
真空传感器54容许检测制动增力器12的真空区内的真空压力。为此目的，在壳体42底侧46上形成的开口60实现了真空传感器54与在主缸壳体26内形成的空腔38的连通，进而通过通道36与制动增力器16的真空腔20连通。真空传感器54(或者说印刷电路板52)相对于传感器组件16的壳体42的内腔真空密封地封闭壳体开口60。
如图2所示，真空传感器54本身设置于在壳体42内腔中形成的腔64中。壳体盖50在腔62的区域内具有盖开口64。因此缘故，在腔62内存在大气压，以允许借助真空传感器54进行基于压差的真空测量。腔62本身真空密封地相对于壳体42的其余内腔被封闭。
行程传感器56呈线状或面状形成在印刷电路板52上，因而在图2的剖视图中是不能直接看到的。在根据图2的实施例中，行程传感器56被设计成连续的或线条形的霍尔传感器，用于测量作动活塞30所走过的行程。对作动活塞30所走过的行程的测量是间接通过测量与作动活塞30固定连接的信号发送器元件40所走过的行程来进行的。在本实施例中，信号发送器元件40以永磁体形式构成，其磁场利用呈霍尔传感器形式的行程传感器56来测量。
电路机构58不仅与真空传感器54电连接，而且与行程传感器56电连接，并且包含适用于两个传感器54、56的信号处理电路。在一个实施方式中，电路机构58以ASIC(专用集成电路)形式构成。
电路机构58通过图2未示出的共同的电接头(例如多极电插头)将其输出信号提供给外部控制单元。关于电接口，提供各种不同的配置形式(例如CAN、SENT、PSI5、PAS4、PWM等类似机构)。外部控制单元可以是控制系统(ECU：电控单元)。根据一个替代实施方式，电路机构58本身包括根据“智能传感器(Smart Sensor)”构想的所需要的控制系统功能性。在此情况下，电路机构58可以(例如通过CAN总线)被连接道上级控制系统。
如图2所示，在空腔38里设置螺旋弹簧状的弹簧件66，其对装有信号发送器元件40的挺杆34施加回复力(在图2中向左)。借助弹簧件66保证了挺杆34连同信号发送器元件40在刹车过程结束后总是又回到其初始位置，如图2所示。信号发送器元件40通过滑板68安装在挺杆34上。滑板68又在一个槽69内导向移动，该槽形成在空腔38的或单独的信号发送器筒的侧壁里。
在根据图2的实施例中，还在主缸壳体36的空腔38内设有液压传感器70。液压传感器70固定在空腔38底面上并且通过孔72与液压腔28连通。孔72借助压力传感器70关于空腔38被不透液地密封。如图2所示，液压传感器70被电路机构58电导通。与参照传感器54、56所描述相似地，电路机构58包括也用于液压传感器70的信号处理电路并且提供相应的输出信号，该输出信号可通过该共同的电接头被取出。
在图2所示的传感器组件16的实施例中，壳体42的内腔并非一定是真空密封地形成的。即，主缸12真空区的真空密封封闭是通过壳体底侧46并结合在壳体底侧46和主缸壳体26之间的环绕的密封件44来实现的。如此阻止经壳体开口60的真空泄漏，即，壳体开口60借助真空传感器54(和/或印刷电路板52)被真空密封地封闭。图3示出了传感器组件16的第二实施例，在这里，在壳体42内腔中也存在真空。以下，相似的零部件将具有于第一实施例相同的附图标记。
在图3所示的传感器组件16的实施例中，因为真空传感器54以其它方式配置而不需要基于压差的真空测量。因此缘故，壳体42的内腔中也存在真空，因而壳体形状得到简化。在根据图3的实施例中，壳体42只在侧面和上方包围真空传感器54和行程传感器56。主缸26的真空区因而可以一直到达壳体42内腔。
在根据图2的实施例中，信号发送器元件40设置在一个筒内以便装在主缸壳体26的空腔38中。图4示出了这样的筒80的第二实施例。如图4所示，筒80包括筒壳体82，其在内部限定出用于信号发送器元件40的平移运动的通道。在筒80内，信号发送器元件40预装配在滑板68上并且被弹簧件66朝向其初始位置预紧，参见图4。在筒壳体82内形成槽69用于滑板68的导向移动。为了安装筒80，筒在第一步骤中被装入主缸壳体26的空腔38。在第二步骤中，使挺杆34与滑板68连接(例如借助锁合连接、插接或卡口连接)。筒壳体82具有在图4中未示出的开口，用于实现真空传感器54与筒壳体82内腔和进而与主缸12真空区的连通。
图5示出了筒80的另一个实施例。根据图4的信号发送器元件40是借助霍尔传感器进行测量的磁性元件，而图5示出的信号发送器元件4呈设于筒壳体82外的反射器、变换器或类似元件形式0。相应地调整了行程传感器56。
图4和图5所示的筒80可以构成一个独立的部件组，但或者也可与传感器组件16组成唯一一个部件组。在后述的实施方式中，筒80不需要单独的固定机构。相反，筒80可以连同传感器组件16的壳体42一起安装在主缸12上。
图6示出了主缸总成10的另一个实施例。在根据图6的实施例中，传感器组件16除了真空传感器54和行程传感器56外还包括位置传感器90。
位置传感器90允许检测到达信号发送器元件40(和进而作动活塞30)的预定位置。位置传感器90例如可以是刹车灯开关(未示出)的一部分并且呈二进制(开关式)霍尔传感器形式。行程传感器56提供表示作动活塞30(和进而踏板行程)的行程一部分的模拟信号，而位置传感器90提供开/关信号，该开/关信号可被考虑用于通断刹车灯。但也可行的是，在考虑位置传感器90的开/关信号情况下来校正行程传感器56的模拟信号，以便由此以足够高的精度来“重现”踏板行程信号。因为该精度提高缘故，该踏板行程可依据行程传感器56的信号来确定并且省掉了踏板行程传感器。利用该校正，尤其可以显著降低行程测量的温度相关性。
在根据图7的实施例中，传感器组件16除了真空传感器54和行程传感器56和位置传感器90外还具有另一个行程传感器56'。如下所述，真空传感器54可以在大多数实施方式中省掉，因为真空也可以由模型基于行程传感器信号来计算。
位置传感器90又可以处于两个开关状态并且例如呈二进制(开关式)霍尔传感器的形式。而行程传感器56可以是连续式霍尔传感器。在一个实施方式中，呈二进制霍尔传感器形式的位置传感器90包括连续式霍尔传感器和设于该连续式霍尔传感器后面的比较器。比较器使连续式霍尔传感器的输出信号接受阈值判断并根据判断结果或是给出逻辑"0"(关)，或是给出逻辑"1"(开)。
因此，行程传感器56提供表示作动活塞30行程(进而踏板行程)的一部分的模拟(连续)信号，而位置传感器90提供开/关信号。开/关信号可以被考虑用于通断刹车灯。但除此之外或作为替代也可行的是，参照位置传感器90的开/关信号来校正行程传感器56的模拟信号，以由此以足够高的精度模拟踏板行程信号。
在某些应用中，可以根据行程传感器56的输出信号求出该踏板行程，因而可以省掉独立的踏板行程传感器。踏板行程测量是用于实现电液式制动系统、再生式制动系统(复合制动系统)或类似构想的主要前提。因此，在此提出的传感器组件也可以与这样的制动系统相关地使用。
以下将参照根据图7的实施例来举例描述在信号发送器元件40呈磁性元件形式时的用于行程测量和位置测量的构想。但如上所述，原则上也可以采用这样的信号发送器元件，其基于其它的物理(例如光学)构想。
在根据图7的实施例中，主缸12由非磁性材料如铝构成。信号发送器元件40包括永磁体，其例如由钕铁硼合金构成。信号发送器元件40的磁方向平行于挺杆34的平移运动方向(如在图7中用磁性南极"S"以及磁性北极"N"所示出的那样)。图7示出了在挺杆34的初始位置上(实线)即刹车踏板未被操作时以及在挺杆34的最终位置上(点划线)即刹车踏板被完全踩到底时的所造成的磁通密度变化曲线。
在位置传感器90、行程传感器56以及可选的另一个行程传感器56'下方设有由高磁导率软磁性材料构成的导通板92。导通板92将传感器56、56'、90与外界干扰场屏蔽隔开并因此允许较高的测量精度。导通板92例如可以由μ金属制成。
如图7仅示意表示的磁通密度变化曲线在图8的曲线图中被清楚示出。确切地说，图8示出了磁通密度B的、沿着平行于挺杆34延伸且包含行程传感器56和位置传感器90的直线的、与位置相关的变化曲线。如在图7中那样，断续线示出了在刹车踏板未被操作时在挺杆34的初始位置上的磁通密度变化曲线。虚线示出了在挺杆34最终位置上的磁通密度变化曲线，即此时刹车踏板被完全踩到底。
清楚看到以下事实，磁通密度变化曲线具有两个最大值。这两个最大值位于磁信号发送器元件40的两极的区域内。磁通密度在两个最大值之间的部分内具有近似于直线的变化曲线。而且，磁通密度在两个最大值另一侧的区域内分别具有渐近单调的变化过程。
在图8中也关于磁通密度变化曲线示出了行程传感器56的以及位置传感器90的位置。清楚看到以下事实，行程传感器56和位置传感器90之间的距离是根据信号发送器元件40的纵向延伸尺寸来选择的。确切地说，行程传感器56和位置传感器90之间的距离约等于信号发送器元件40的一半长度。基于以下情况看到此事实，行程传感器56在挺杆34的初始位置上大致位于一个磁通密度最大值的区域内，而位置传感器90在该初始位置上大致位于两个磁通密度最大值之间的区域内。
从关于磁通密度变化曲线的、行程传感器56以及位置传感器90的上述位置中得到了如图8所示的位置传感器90的开关点和行程传感器56的检测范围。在挺杆34的初始位置上，位置传感器90位于具有陡立直线走向的磁通密度部分内。因此，挺杆34略微移动离开其初始位置就已造成位置传感器90的磁通势的显著改变，这导致高的测量精度。如图8所示，位置传感器90的开关点因而可以定位于很靠近磁通变化曲线的转折点。
而行程传感器56的检测范围如此选择，即，它从最高磁通势(磁通密度最大值)的位置点开始，延伸向渐近单调变化曲线。如果挺杆34相对于其初始位置移向最终位置，则信号发送器元件40离开行程传感器56，由此导致行程传感器56的磁通势的单调降低(和传感器输出信号的相应的单调变化曲线)。与两个磁通密度最大值之间的区域相比，磁通密度在图8所示的检测范围内具有陡峭程度较弱的变化过程。虽然这一定程度上降低了测量精度，但有利于磁通势单调变化的明显更大的检测范围。
图9示出了行程传感器56的输出信号(即传感器输出电压)的、与由挺杆34和进而主缸12作动活塞30所走过的行程相关的变化曲线。作动活塞30所走过的行程直接与踏板行程成比例，因此可以根据作动活塞30所走过的行程并通过比例系数来确定踏板行程。作动活塞30所走过的行程又借助图9所示的曲线图根据行程传感器56传感器输出电压的变化来求出。
图9不仅示出了行程传感器56的如图8所示的检测范围，而且也示出了行程传感器56的可选的检测范围。可选的检测范围设置在两个磁通密度最大值之间。如上所述，可选的检测范围允许较高的行程测量精度，但可能是以作动活塞30的最大可测行程为代价的。当然，如图8所示的位置传感器90位置也可以改变，例如在图8中针对行程传感器56所示出的那样。
如根据图7的实施例所示，可以除了行程传感器56外设有另一个行程传感器56'，该另一个行程传感器沿挺杆34的运动方向关于行程传感器56空间错开地布置。行程传感器56设置在磁通密度变化曲线的第一最大值区域内，该另一个传感器56'设置在第二最大值区域内。两个行程传感器56、56'的输出信号的测量和分析提高了行程测量的精度。还可行的是，这两个行程传感器56、56'的输出信号相互验证。通过这种方式，可以发现行程传感器56、56'出现故障。而且，该冗余性提高了传感器组件12的可靠性。虽然在图7的实施例中未示出，但能以相似的方式设置一个冗余的位置传感器。
以下将参照根据图10的曲线图来说明依据位置传感器90输出信号的行程传感器56校正。利用该校正，尤其可以显著减轻行程测量的温度相关性。
图10的曲线图与作动活塞30从其初始位置起所走过的行程相关地在上半图中示出了位置传感器90的输出信号(输出电压)，并在下半图中示出了行程传感器56的输出信号(输出电压)。如图10所示，位置传感器90的输出信号示出了预期的二进制变化曲线，其中信号水平在预定开关点处突变。事实已经证明，开关点的位置不具有显著的温度相关性。
图10曲线图的下半图示出的行程传感器56输出信号的变化过程表示与行程传感器56磁通势连续变化一致的预期连续变化过程。清楚看到了行程传感器56输出信号的明显的温度相关性。
为了补偿行程传感器56输出信号的温度相关性，提出了依据基本上与温度无关的位置传感器90开关点来校正输出信号。确切说，在测量位置传感器90的开关点时，使行程传感器56的输出信号与参考信号关联起来。与此相关，行程传感器56输出信号的放大系数被如此调节，即，总是得到在图10中用实线表示的归一化的信号(参考信号)。放大系数调节以及信号放大可以在ECU内执行，以获得温度影响得到了补偿的信号。该校正可以在每次操作刹车踏板时被再次执行。
图11以另一个曲线图示出了行程传感器56的传感器输出电压在室温时以及在50℃温度时与踏板行程相关的变化过程。能再次清楚看到传感器输出信号的严重的温度相关性。在图11中也标出了位置传感器90的开关点。关于挺杆34或作动活塞30初始位置所限定的开关点实际上不具有温度相关性并因此适于作为基准点用于校正行程传感器56。也如图11所示，呈霍尔传感器形式的行程传感器56的输出信号随着踏板行程增大而接近渐近值2.5V。此事实允许行程传感器56依据上述的放大倍数选择来校正。
根据此实施例的一个改进方案，位置传感器90的输出信号可以依据其它的指明刹车过程的信号来验证。我们例如依据车轮转速传感器或纵向加速度传感器的输出信号来识别刹车过程，而位置传感器90未改变其开关状态，因而能推断出故障情况。
图12说明了在刹车踏板行程（其例如可依据行程传感器56的输出信号来确定）与制动增力器14真空腔20内的真空(见图1)之间的关系。事实证明，可利用数学模型使图12所示的真空与同样如图12所示的刹车踏板行程关联起来。因此，可利用该模型并依据行程传感器56的输出信号来求出存在于制动增力器14内的真空。因此在某些实施例中可以放弃例如图2所示的真空传感器。也可以在许多实施例中放弃单独的踏板行程传感器，它在其它实施例中可以是除了行程传感器56外而设置的。
如此实施例所表明地，在此提出的传感器组件构想实现了传感器在主缸上的简化安装。各种不同的传感器(可选的真空传感器用于系统故障识别，行程传感器例如用于踏板行程测定，位置传感器例如用于刹车灯开关，等等)可被集成在唯一一个壳体里，该壳体能以简单的方式外装在主缸上。传感器信号可通过一个共同的电接头来读出并且可相互验证或者说校正。

Claims (25)

1.一种与主缸(12)连用的传感器组件(16)，该主缸具有入口侧的操作件(30)和真空区(36,38)，所述真空区用于与真空制动增力器(14)连通，其中，该传感器组件(16)包括以下部分：
真空传感器(54)，其用于测量在该主缸(12)的该真空区(36,38)内的真空；
至少一个另外的传感器(56,90)，其用于测量与该主缸(12)的该操作件(30)固定连接的信号发送器(40)；和
壳体(42)，该壳体容纳该真空传感器(54)和该至少一个另外的传感器(56,90)，其中，该壳体(42)具有壳体开口(60)和固定机构，其中，该壳体开口允许该真空传感器(54)与该主缸(12)的该真空区(36,38)连通，该固定机构用于将该壳体(42)安装在该主缸(12)的外侧上。
2.根据权利要求1所述的传感器组件，其中，该壳体(42)至少在上侧包围该真空传感器(54)和该至少一个另外的传感器(56,90)，并且该壳体开口(60)形成在该壳体(42)的与该主缸(12)相邻的底侧(56)上。
3.根据权利要求1或2所述的传感器组件，其还包括密封件(44)，用以相对于该主缸(12)密封该壳体开口(60)。
4.根据前述权利要求之一所述的传感器组件，该传感器组件还包括一个用于该真空传感器(54)和该至少一个另外的传感器(56,90)的共用电接头。
5.根据前述权利要求之一所述的传感器组件，其中，该真空传感器(54)和该至少一个另外的传感器(54)共同地安置在该壳体内(54)的印刷电路板(52)上。
6.根据前述权利要求之一所述的传感器组件，其中，所述至少一个另外的传感器是行程传感器(56)，用以测量该操作件(30)所走过的行程。
7.根据前述权利要求之一所述的传感器组件，其中，所述至少一个另外的传感器是位置传感器(90)，用以测量该操作件(30)到达预定位置。
8.根据权利要求7所述的传感器组件，其中，该位置传感器(90)是刹车灯开关的一部分。
9.根据权利要求6和7或8所述的传感器组件，其中，设有该行程传感器(56)和该位置传感器(90)，该行程传感器(56)被构成为能够根据该位置传感器(90)的输出信号而被校正。
10.根据权利要求6至9之一所述的传感器组件，其中，该行程传感器(56)提供模拟信号且尤其呈连续式霍尔传感器形式，和/或该位置传感器(90)提供二进制信号且尤其呈二进制霍尔传感器形式。
11.至少根据权利要求6和7所述的传感器组件，其中，该行程传感器(56)和该位置传感器(90)相互间有距离，该距离根据该信号发送器(40)的纵向延伸尺寸来选择。
12.根据权利要求11所述的传感器组件，其中，该行程传感器(56)和该位置传感器(90)之间的该距离大致等于该信号发送器元件(40)的一半长度。
13.根据权利要求6至12之一所述的传感器组件，其中，该行程传感器(56)和/或该位置传感器(90)设计用来测定磁通密度。
14.根据权利要求13所述的传感器组件，其中，该行程传感器(56)如此安置，即，在该操作件(30)的初始位置，该行程传感器(56)大致位于第一磁通密度最大值的区域内。
15.根据权利要求13或14所述的传感器组件，其中，该位置传感器(90)如此安置，即，在该操作件(30)的初始位置，该位置传感器(90)大致位于两个磁通密度最大值之间的区域内。
16.根据前述权利要求之一所述的传感器组件，其还包括通道(82)，该通道用于容纳与该主缸(12)的该操作件(30)连接的挺杆(34)，其中，该挺杆(34)装有该信号发送器元件(40)。
17.根据权利要求16所述的传感器组件，其中，该真空传感器(54)通过该通道(82)与该主缸(12)的该真空区(32)连通。
18.至少根据权利要求6和7所述的传感器组件，其包括电路机构(58)，该电路机构设计用于根据该位置传感器(90)的输出信号来校正该行程传感器(56)。
19.一种主缸总成(10)，其包括：
主缸(12)，该主缸具有入口侧的操作件(30)和用于与真空制动增力器(14)连通的真空区(36,38)；和
根据前述权利要求之一所述的传感器组件(16)。
20.根据权利要求19所述的主缸总成，其还包括与该主缸(12)的该操作件(30)连接的挺杆(34)，其中，该挺杆(34)装有该信号发送器元件(40)。
21.根据权利要求20所述的主缸总成，其还包括在该主缸(12)上形成的通道(36)，该通道用于容纳该挺杆(34)，其中，该通道(36)属于该主缸(12)的该真空区(36,38)且被设置成将该真空制动增力器(14)的真空腔(20)与该壳体开口(60)连通。
22.一种至少根据权利要求6所述的传感器组件的用途，用以根据行程传感器(56)的输出信号来模拟踏板行程传感器的信号。
23.一种至少根据权利要求6和7所述的传感器组件的用途，用以根据位置传感器(90)的输出信号来校正行程传感器(56)。
24.根据权利要求23所述的用途，其中，该校正是在测量出到达该预定位置时进行的。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，当到达该预定位置时，使该行程传感器(56)的输出信号与参考信号关联起来。
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