DE102004052781B4 - Bremsdruck-Verstärkungseinrichtung für Straßenfahrzeuge - Google Patents
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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 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, wobei 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 (pTHZ) im Bremssystem
dient, 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...
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, gemäß den Oberbegriff des Anspruchs 1.
- 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 dass 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
DE 199 29 880 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bereitstellung von Unterdruck in einem Fahrzeug. Hierbei wird eine Unterdruckpumpe abhängig von dem herrschenden Unterdruck aktiviert beziehungsweise deaktiviert. DieDE 101 37 273 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterstützung des Fahrens eines Fahrzeuges während einer Bremsung. Der Offenbarung vonDE 101 37 273 A1 ist zu entnehmen, dass als Signal für die Ansteuerung einer Unterdruckpumpe auch der hydraulische Leitungsdruck im Bremssystem verwendet werden kann. - 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 nach1 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 in2 insgesamt mit der Bezugsziffer10 bezeichnetes Softwaremodell. Der Bremskraftverstärker BKV weist eine Arbeitskammer12 und eine Vakuumkammer14 auf, die mit einem von einem Bremsflüssigkeitsbehälter15 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 Arbeitskammer12 des Bremskraftverstärkers BKV wird von einem Bremspedal16 beaufschlagt, das auf einen Bremslichtschalter18 einwirkt. - Solche den Bremsdruck an den Rädern eines Kraftfahrzeuges beeinflussende Einrichtungen sind beispielsweise in der
DE 197 56 080 A1 beschrieben und dargestellt. - Wie
2 zeigt, ist eine Vakuumpumpe20 vorgesehen, die das erforderliche Unterdruckniveau für den Betrieb des Bremskraftverstärkers BKV erzeugt. Die Ansteuerung der Vakuumpumpe20 erfolgt durch das in2 dargestellte elektronische Softwaremodell10 , dem über ein Verknüpfungsmodul31 eine Anzahl von Zustandgrößen zuführbar sind. Diese umfassen neben dem Betätigungsweg sTHZ des Kolbens des Tandemhauptbremszylinders, der eine Funktion des Druckes p im Tandemhauptbremszylinder ist, die konstante Größe Übersetzungsverhältnis iBKV des Bremskraftverstärkers, die wirksamen Flächen A vom Bremskraftverstärker BKV und vom Tandemhauptbremszylinder THZ, die veränderlichen Volumina vA und vV von Arbeits- und Vakuumkammer im Bremskraftverstärker BKV, ein Modelldruck pBKVM des Bremskraftverstärkers sowie der Umgebungsdruck pU und der Druck pTHZ im Tandemhauptbremszylinder. Diese Zustandsgrößen sind in nachfolgender Tabelle zusammengefasst, die darüber hinaus die Zustandsindices 0, 1 und 2 aufweist.Formelzeichen: Indices: p Druck BKV Bremskraftverstärker v Volumen THZ Tandemhauptbremszylinder A Fläche s Betätigungsweg i Übersetzung V Vakuumkammer des BKV s Betätigungsweg 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 Vakuumpumpe20 . Bei dieser Auswertung ist der jeweilige, durch den sensierenden Bremsdrucksensor ermittelte hydraulische Bremsdruck die entscheidende Größe. Bei Modulation des hydraulischen Bremsdrucks durch Betätigung des Bremspedals16 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 (2)
- 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, wobei 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 (pTHZ) im Bremssystem dient, 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 Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Leitungsdruck des Bremssystems durch einen zwischen Tandemhauptbremszylinder (THZ) und einem Hydraulikaggregat angeordneten Drucksensor ermittelbar ist.
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