DE102004052781A1

DE102004052781A1 - Bremsdruck-Verstärkungseinrichtung für Strassenfahrzeuge

Info

Publication number: DE102004052781A1
Application number: DE200410052781
Authority: DE
Inventors: Heinz-Anton Schneider; Wolfgang Geissler
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2004-10-30
Filing date: 2004-10-30
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2024-10-31
Also published as: DE102004052781B4

Abstract

Bremsdruck-Verstärkungseinrichtung für Straßenfahrzeuge mit einem hydraulischen Bremssystem und mit einem von einer Vakuumpumpe (20) gespeisten Vakuumbremskraftverstärker (BKV), dessen analog zur Bremspedalkraft sich ändernde Druckdifferenz zwischen beiden Seiten einer Membran des Vakuumbremskraftverstärkers (BKV) dazu dient, den hydralischen Druck in dem über einen Hauptbremszylinder (THZ) steuerbaren Bremssystem zu erhöhen, wobei das Maß für die Reduzierung des Unterdruckes im Vakuumbremskraftverstärker (BKV) durch ein sensierte Größen verarbeitendes Softwaremodell (10) zur Durchführung von Rechenoperationen bestimmbar ist, bei der als wesentliche Zustandskenngröße der den jeweiligen Bremsdruck verkörpernde hydraulische Leitungsdruck (p¶THZ¶) im Bremssystem dient; vgl. Fig. 2.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremskraftverstärkungseinrichtung für Straßenfahrzeuge mit einem hydraulischen Bremssystem und mit einem von einer Vakuumpumpe gespeisten Vakuumbremskraftverstärker, dessen analog zur Bremspedalkraft sich ändernde Druckdifferenz zwischen beiden Seiten eines Membrantellers dazu dient, den hydraulischen Druck im Bremssystem zu ändern, wobei das Maß für die Reduzierung des Unterdruckes durch eine sensierte größenverarbeitende Rechenoperation bestimmbar ist.

Als Auslösesignal für diese Software-seitige Ansteuerung der Vakuumpumpe dient das Schaltsignal zur Ansteuerung des Bremslichtes. Das Signal des Bremslichtes sagt aber nichts über den tatsächlichen Abfall des Unterdrucks im Bremskraftverstärker während oder nach einer Bremsbetätigung aus. Es dient also nur als Schaltsignal zur Auslösung einer Rechenoperation mit mehreren konstanten Größen als Maß für die Reduzierung des Unterdruckes.

Das Bremslichtsignal kann aber gesetzt werden ohne das hydraulischer Bremsdruck aufgebaut wird oder aber das Niveau des hydraulischen Bremsdruckes kann verändert werden, was zu einem entsprechenden Abfall des Unterdruckes im Bremskraftverstärker führt, ohne dass das Bremslicht signal nach Setzen eine Signalzustandsänderung erfährt. Dies führt entweder zu einer zu seltenen Ansteuerung der Vakuumpumpe oder zu einer zu häufigen Ansteuerung der Vakuumpumpe. Im ersten Fall führt dies zu einer eingeschränkten Funktion des Bremskraftverstärkers und im zweiten Fall zu einem unnötigen Anlaufen der Vakuumpumpe.

Die Verbesserung der bekannten software-seitigen Ansteuerung der Vakuumpumpe ist Aufgabe der Erfindung.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Ansteuerung der Vakuumpumpe, bei der als Zustandskenngröße zur Änderung des Unterdruckniveaus im Bremskraftverstärker die Änderung des hydraulischen Leitungsdruckes des Bremssystems dient, erfolgt ohne Einsatz eines Drucksensors in der Vakuumkammer des Bremskraftverstärkers, also nunmehr durch eine Auswertung des Signals eines Bremsdrucksensors, der den hydraulischen Leitungsdruck sensiert. Dies verbessert die Qualität der Vakuumpumpenansteuerung signifikant. Wie bekannt wird bei Modulation des hydraulischen Bremsdruckes in einem Bremssystem mit einem Vakuumbremskraftverstärker, wenn dieser angesteuert wird, die Druckdifferenz zwischen Vakuumkammer und Umgebung des Bremskraftverstärkers verringert. Diese Verringerung, also der Verbrauch, ist direkt proportional zum erzeugten hydraulischen Bremsdruck. Somit lässt sich das dynamische Unterdruckniveau des Bremskraftverstärkers mathematisch aus dem hydraulischen Bremsdruck berechnen, was zur exakteren Ansteuerung der Vakuumpumpe führt. Dies hat zur Folge, dass das Bremslichtsignal lediglich als Trigger für eine Rechenoperation zur mathematischen Berechnung mehrerer Variablen dient, durch die die Reduzierung des Unterdruckes beschrieben ist. Diese Berechnung erfolgt mit mehreren konstanten Größen und unter Berücksichtigung des jeweiligen hydraulischen Leitungsdruckes.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines durch einen Funktionsplan verkörpertes Ausführungsbeispiel beschrieben. Es zeigen:
1 ein Bremskraftverstärker in schematischer Darstellung, und
2 einen Funktionsplan der Bremsdruckverstärkereinrichtung für den Bremskraftverstärker nach 1 gemäß der Erfindung.
Ausgehend von einer hier nicht näher dargestellten Bremsdruckverstärkungseinrichtung für Straßenfahrzeuge mit einem hier nicht dargestellten hydraulischen Bremssystem und mit einem von einer ebenfalls nicht näher dargestellten Vakuumpumpe gespeisten Vakuumbremskraftverstärker BKV – vgl. 1 – umfasst die software-seitige Ansteuerung der Vakuumpumpe ein in 2 insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnetes Softwaremodell. Der Bremskraftverstärker BKV weist eine Arbeitskammer 12 und eine Vakuumkammer 14 auf, die mit einem von einem Bremsflüssigkeitsbehälter 15 gespeisten Tandemhauptbremszylinder THZ verbunden ist, der in hier nicht dargestellter Weise über einen Hydraulikkreislauf mit den Radbremszylindern der Räder eines ebenfalls nicht dargestellten Kraftfahrzeuges zusammen wirkt. Die Arbeitskammer 12 des Bremskraftverstärkers BKV wird von einem Bremspedal 16 beaufschlagt, das auf einen Bremslichtschalter 18 einwirkt.
Solche den Bremsdruck an den Rädern eines Kraftfahrzeuges beeinflussende Einrichtungen sind beispielsweise in der DE 197 56 080 beschrieben und dargestellt.
Wie 2 zeigt, ist eine Vakuumpumpe 20 vorgesehen, die das erforderliche Unterdruckniveau für den Betrieb des Bremskraftverstärkers BKV erzeugt. Die Ansteuerung der Vakuumpumpe 20 erfolgt durch das in 2 dargestellte elektronische Softwaremodell 10, dem über ein Verknüpfungsmodul 31 eine Anzahl von Zustandgrößen zuführbar sind. Diese umfassen neben dem Betätigungsweg s_THZ des Kolbens des Tandemhauptbremszylinders, der eine Funktion des Druckes p im Tandemhauptbremszylinder ist, die konstante Größe Übersetzungsverhältnis i_BKV des Bremskraftverstärkers, die wirksamen Flächen A vom Bremskraftverstärker BKV und vom Tandemhauptbremszylinder THZ, die veränderlichen Volumina v_A und v_V von Arbeits- und Vakuumkammer im Bremskraftverstärker BKV, ein Modelldruck P_BKWM des Bremskraftverstärkers sowie der Umgebungsdruck p_U und der Druck p_THZ im Tandemhauptbremszylinder. Diese Zustandsgrößen sind in nachfolgender Tabelle zusammengefasst, die darüber hinaus die Zustandsindices 0, 1 und 2 aufweist.
Formelzeichen:

p

Druck

v

Volumen

A

Fläche

i

Übersetzung

s

Betätigungsweg

Indices:

BKV

Bremskraftverstärker

THZ

Tandemhauptbremszylinder

s

Betätigungsweg

V

Vakuumkammer des BKV

A

Arbeitskammer des BKV

Zustandsindices:

0

unbetätigt, vor Bremsung

1

gebremste Stellung

2

gelöst, kurz nach Bremsung

Aus den vorgenannten Zustandsgrößen werden gemäß den Formeln
die Schaltsignale für den Betrieb der Vakuumpumpe 20 errechnet, und zwar für die Zustände 0 entsprechend dem unbetätigten Bremskraftverstärker vor einer Bremsung, 1 entsprechend der gebremsten Stellung und 2 entsprechend des gelösten Bremskraftverstärkers kurz nach der Bremsung.
Das auf diese Weise ermittelte dynamische Unterdruckniveau des Bremskraftverstärkers BKV. dient nach Überführung in Schaltsignale im Modul 32 zur exakten Ansteuerung der Vakuumpumpe 20. Bei dieser Auswertung ist der jeweilige, durch den sensierenden Bremsdrucksensor ermittelte hydraulische Bremsdruck die entscheidende Größe. Bei Modulation des hydraulischen Bremsdrucks durch Betätigung des Bremspedals 16 wird in dem beschriebenen Bremssystem die Druckdifferenz zwischen Vakuumkammer und Umgebung des Bremskraftverstärkers verringert. Diese Verringerung ist direkt proportional zum erzeugten hydraulischen Bremsdruck, sodass sich das dynamische Unterdruckniveau des Bremskraftverstärkers BKV mathematisch unter Verwendung des hydraulischen Bremsdruckes berechnen lässt, was zu der geforderten exakteren Ansteuerung der Vakuumpumpe führt. Hierbei dient das Bremslichtsignal lediglich als Trigger für die vorstehend beschriebene Rechenoperation zur Berechnung der die Vakuumpumpe auslösenden Schaltsignale.

10: Softwaremodell
12: Arbeitskammer
14: Vakuumkammer
15: Bremsflüssigkeitsbehälter
16: Bremspedal
18: Bremslichtschalter
20: Vakuumpumpe
31: Verknüpfungsmodul
32: Modul

Claims

Bremsdruck-Verstärkungseinrichtung für Straßenfahrzeuge mit einem hydraulischen Bremssystem und mit einem von einer Vakuumpumpe (20) gespeisten Vakuumbremskraftverstärker (BKV), dessen analog zur Bremspedalkraft sich ändernde Druckdifferenz zwischen beiden Seiten einer Membran des Vakuumbremskraftverstärkers (BKV) dazu dient, den hydraulischen Druck in dem über einen Hauptbremszylinder (THZ) steuerbaren Bremssystem zu erhöhen, wobei das Maß für die Reduzierung des Unterdruckes im Vakuumbremskraftverstärker (BKV) durch ein sensierte Größen verarbeitendes Softwaremodell (10) zur Durchführung von Rechenoperationen bestimmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Schaltsignale für die Ansteurung der Vakuumpumpe (20) zwecks Erhöhung des Unterdruckes im Bremskraftverstärker (BKV) als wesentliche Zustandskenngröße der den jeweiligen Bremsdruck δ verkörpernde hydraulische Leitungsdruck (P_THZ) im Bremssystem dient.
Bremsdruck-Verstärkungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein für weitere Operationen nutzbares Schaltsignal für die Ansteuerung der Vakuumpumpe (20) in dem Softwaremodell (10) gemäß den Formeln
ermittelbar ist, wobei p der Druck, v das Volumen, A die Fläche, i das Übersetzungsverhältnis des Bremskraftverstärkers, s der Betätigungsweg des Tandemhauptbremszylinders, V die Vakuumkammer des Bremskraftverstärkers und A die Arbeitskammer des Bremskraftverstärkers sind, und wobei die Zustandsindices 0 den unbetätigten Zeitpunkt vor der Bremsung, 1 die gebremste Stellung und 2 die gelöste Stellung kurz nach der Bremsung darstellen.
Bremsdruck-Verstärkungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Leitungsdruck des Bremssystems durch einen zwischen Tandemhauptbremszylinder (THZ) und einem Hydraulikaggregat angeordneten Drucksensor ermittelbar ist.