WO1997017240A1 - Verfahren zum betrieb eines pneumatischen bremskraftverstärkers - Google Patents

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WO1997017240A1
WO1997017240A1 PCT/EP1996/004859 EP9604859W WO9717240A1 WO 1997017240 A1 WO1997017240 A1 WO 1997017240A1 EP 9604859 W EP9604859 W EP 9604859W WO 9717240 A1 WO9717240 A1 WO 9717240A1
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sealing seat
time interval
electromagnet
opening
actuation
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PCT/EP1996/004859
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Inventor
Alfred Eckert
Original Assignee
Itt Automotive Europe Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/66—Electrical control in fluid-pressure brake systems
    • B60T13/72—Electrical control in fluid-pressure brake systems in vacuum systems or vacuum booster units

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a pneumatic brake booster for motor vehicles with an amplifier housing, the interior of which is divided by a movable wall into a first chamber (vacuum chamber) and a second chamber (working chamber), and with a control housing in which a on the movable wall acting pneumatic pressure difference controlling control valve is arranged, which has a first sealing seat, the opening of which allows ventilation of the working chamber, a second sealing seat, the opening of which enables a connection between the two chambers, and an elastic valve body which interacts with the two sealing seats
  • the first sealing seat can be actuated on the one hand by an actuating rod and on the other hand independently of the actuating rod by an electromagnet.
  • a pneumatic brake booster with electromagnetic auxiliary control is known from DE 44 05 092 Cl, in which the first sealing seat is formed on a cylindrical sleeve which is connected to the armature of an electromagnet arranged in the control housing.
  • a valve piston which is in force-transmitting connection with the actuating rod, is provided, on which the armature is supported axially and can thus be carried along by the valve piston during driver actuation.
  • the first sealing seat lifts off the valve body, so that the atmosphere can flow into the working chamber.
  • the control valve has a third sealing seat, which can be actuated by means of an electromagnet and which functionally replaces the second sealing seat when operated externally.
  • the control valve is actuated by the electromagnet against the direction of actuation by the driver, so that the valve body is moved away from the first sealing seat formed on the valve piston by moving the third sealing seat.
  • a first solution to the problem on which the invention is based is that the first sealing seat is moved at maximum speed in a first time interval in the actuating direction of the electromagnet until a maximum opening gap is created between the first sealing seat and the valve body, in a second Time interval the controlled position of the first sealing seat is kept constant, after which the first sealing seat is moved in a third time interval at maximum speed against the direction of actuation of the electromagnet in the sense of reducing the opening gap and the position of the first sealing seat controlled in the third time interval at the end of the braking initiated independently of the actuating rod is kept constant.
  • a second solution which is particularly suitable for pneumatic brake boosters, the control valves of which have an electromagnetically displaceable third sealing seat, which is actuated against the direction of actuation by the driver, consists in the fact that the third sealing seat coincides with the actuating direction of the electromagnet in a first time interval maximum speed is moved until an opening gap is formed between the first sealing seat and the valve body, the controlled position of the third sealing seat is kept constant in a second time interval, after which the third sealing seat in a third time interval at maximum speed against the actuation direction of the electromagnet in the Moving in order to reduce the opening gap and the position of the third sealing seat which was activated in the third time interval until the end of the braking independent of the actuating rod tant is kept.
  • the invention therefore consists in the use of position control of active, analog controllable brake boosters for the targeted representation of the on / off function. This ensures that the set position of the sealing seat is set to a pressure build-up position with a maximum gradient at the start of the function. After a certain time, which the brake system needs to build up the maximum pressure, a target position is specified which corresponds to a functional range lying between the pressure maintenance and the pressure build-up phase.
  • the manner in which the position control (sliding mode control) is described the required current value is very small (optimal), whereby no pressure build-up due to interference is possible.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of an externally actuated brake force booster in longitudinal section; partially broken away, in the inactive standby position;
  • FIG. 2 shows a second embodiment of an externally actuated brake booster in the externally actuated position
  • FIG. 3 shows a diagrammatic representation of an external actuation of the brake booster shown in FIGS. 1 and 2, in particular the time profiles of the actuation path s h of the first and third sealing seats - FIG. 3a, of the pressure build-up in a master brake cylinder downstream of the brake boosters (FIG. 3b) and of the current supplied to the electromagnets of the brake booster (FIG. 3c).
  • the axially movable wall 2 consists of a sheet metal membrane plate 8 and an attached flexible membrane 18, which, not shown, forms a rolling membrane as a seal between the outer circumference of the membrane plate 8 and the booster housing 1.
  • the braking force is transmitted via a rubber-elastic reaction disk 6, which rests on the end face to a front part 17 of the control housing 5, and a pressure rod 14 having a head flange 23, to an actuating piston of a master brake cylinder (not shown) of the brake system, which is attached to the vacuum-side booster half.
  • an approximately radially extending channel 24 is finally formed in the control housing 5.
  • the first sealing seat 15 is formed at the end of a cylindrical sleeve 32 which is in force-transmitting connection with the armature 27 of an electromagnet 20, the coil 26 of which is arranged immovably in the control housing 5.
  • a valve piston 9 is provided which bears against the armature 31 under the pretension of a compression spring 13 which is supported on the sleeve 32.
  • the return movement of the valve piston 9 at the end of a braking operation is limited by a cross member 11, that in the release position of the vacuum brake booster shown in the drawing rests against a stop 19 formed in the booster housing 1.
  • the electromagnet 20 of the brake booster shown in FIG. 1 is acted upon by maximum current at the start of an external actuation (time T 0 ) and is thus actuated such that the first sealing seat 15 is in a first time interval T Q -TL at maximum speed away from the valve body 10 until there is an opening gap between it and the valve body 10 which, when the second sealing seat 16 is closed, causes the atmosphere to flow rapidly into the working chamber 3 and thus a sudden increase in the hydraulic pressure
  • a second time interval T x -T 2 subsequent to the first time interval To-Tl the current supplied to the electromagnet 20 is kept constant at the maximum level (T-max), so that the input in the first time interval T Q -T J
  • T-max the maximum level
  • the current supplied to the electromagnet 20 is reduced to a value I h , so that the first sealing seat 15 moves in the direction of the valve body 10 at maximum speed, ie in the sense of a reduction the distance between the sealing seat 15 and valve body 10 takes place.
  • the third time interval T2-T 3 is followed by a fourth time interval T 3 -T 4 , in which there is no movement of the first sealing seat 15 with respect to the valve body 10, so that the opening gap set in the third time interval T 2 -T 3 remains unchanged.
  • the hydraulic pressure controlled in the master brake cylinder remains constant during the third and fourth time interval until the actuating force applied by the driver is removed or the external braking process is terminated at time T 4 .
  • a fifth time interval T 4 -T 5 the current supplied to the electromagnet 20 is reduced to zero, so that the first sealing seat 15 moves under the action of the compression spring 13 towards the valve body 10 at maximum speed or into its rest position , which is determined by the mechanical stop of the armature 27 on the valve piston 9.
  • the hydraulic pressure in the master brake cylinder 2 is reduced to zero.
  • the control valve 12 of the brake booster shown in FIG. 2 consists of a first sealing seat 28 formed on the valve piston 9 connected to the actuating rod 7, a second sealing seat 29 formed in the control housing 5, and a third sealing seat 30 arranged radially between the two sealing seats 28, 29 and an annular valve body 31, which cooperates with the sealing seats 28, 29 and 30 and is guided in a guide part 32 arranged in a sealed manner in the control housing 5, which valve valve 33 supports the sealing seats 28, 29, 30 by means of a valve spring 33 which is supported on the guide part 32 is biased.
  • an electromagnet 34 is provided, which is preferably arranged in a housing 35 which is fixedly connected to the valve piston 9 and accordingly together with the valve piston 9 in the control housing 5 is displaceable.
  • Magnet 34 consists of a coil 36 arranged inside the housing 35 and an axially displaceable cylindrical armature 37 which is partially guided in a closure part 38 closing the housing 35 and on which a force transmission sleeve 39 is supported which supports the third sealing seat mentioned above 30 wears.
  • a compression spring 40 is arranged between the valve piston 9 and the force transmission sleeve 39, which holds the armature 37 in its starting position, in which the third sealing seat 30 is arranged axially offset with respect to the first sealing seat 28 formed on the valve piston 9.
  • the closing part 38 which is guided in the control housing 5, bears against the previously mentioned reaction disk 6 with the interposition of a transmission disk 41 and enables the input force introduced on the actuating rod 7 to be transmitted to the reaction disk 6.
  • the electromagnet 34 of the brake force booster shown in FIG. 2 is acted upon by maximum current at the start of external actuation (time T 0 ) and is thus actuated in such a way that the third sealing seat 30 in the first time interval T Q -TL is moved at maximum speed towards the valve body 31 until it comes to rest on it and bridges the function of the second sealing seat 29 mentioned above.
  • the third sealing seat 30 moves further, it is first pressed into the material of the valve body 31 in the direction of actuation of the electromagnet 34, ie against the direction of actuation of the brake booster, and then displaces it away from the first sealing seat 28, so that between the valve body 31 and the
  • the current supplied to the electromagnet 34 is kept constant at the maximum level (Imax), so that the position of the third sealing seat 30 controlled in the first time interval T Q -T X and thus the size of the opening gap or the distance of the first sealing seat 28 from the valve body 31 cannot be changed and the pressure in the master brake cylinder is kept at a constant level.
  • a third time interval T 2 -T 3 the current supplied to the electromagnet 34 is reduced to a value I h , so that a movement of the third sealing seat 30 at maximum speed against the direction of actuation of the electromagnet 34, ie in the sense of a reduction of the opening gap between the valve body 31 and the first sealing seat 28 takes place.
  • the third time interval T 2 -T 3 is followed by a fourth time interval T 3 -T4, in which there is no movement of the third sealing seat 31 with respect to the first sealing seat 28, so that the
  • a fifth time interval T 4 -T 5 the current supplied to the electromagnet 34 is reduced to zero so that the third sealing seat 30 moves under the action of the compression spring 40 into its rest position at maximum speed, which is achieved by the mechanical stop of the Anchor 37 is determined on the closure part 38.
  • the pneumatic pressure compensation between the two chambers 3, 4 or the return movement of the movable wall 2 is initiated by opening the second sealing seat 29, the hydraulic pressure in the master brake cylinder 2 is reduced to zero.
  • the times T Q to T 5 delimiting the individual time intervals can be determined as a function of threshold values of a displacement sensor (not shown) that detects the movement of the movable wall 2 or a pressure sensor (also not shown) with which the hydraulic pressure prevailing in or behind the master brake cylinder is sensed.

Abstract

Ein Verfahren zum Betrieb eines elektromechanisch ansteuerbaren pneumatischen Bremskraftverstärkers sieht vor, daß ein durch einen Elektromagneten (20) betätigbarer Dichtsitz (15) seines Steuerventils (12) in einem ersten Zeitintervall (T0-T1) in der Betätigungsrichtung des Elektromagneten (20) mit maximaler Geschwindigkeit bewegt wird, bis ein maximaler Öffnungsspalt zwischen dem Dichtsitz (15) und dem Ventilkörper (10) des Steuerventils (12) entsteht, wodurch ein schnelles Einströmen der Atmosphäre in die Arbeitskammer (3) des Bremskraftverstärkers erreicht wird. In einem zweiten Zeitintervall (T1-T2) wird die eingesteuerte Position des Dichtsitzes (15) konstant gehalten, während in einem dritten Zeitintervall (T2-T3) der Dichtsitz (15) mit maximaler Geschwindigkeit entgegen der Betätigungsrichtung des Elektromagneten (20) im Sinne einer Verringerung des Öffnungsspaltes bewegt wird und die im dritten Zeitintervall (T2-T3) eingesteuerte Position des ersten Dichtsitzes (15) bis zur Beendigung der unabhängig von der Betätigungsstange (7) eingeleiteten Bremsung konstant gehalten wird.

Description

Verfahren zum Betrieb eines pneumatischen Bremskraftverstärkers
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines pneu¬ matischen Bremskraftverstärkers für Kraftfahrzeuge mit einem Verstärkergehäuse, dessen Innenraum durch eine bewegliche Wand in eine erste Kammer (Unterdruckkammer) und eine zweite Kammer (Arbeitskammer) unterteilt ist, sowie mit einem Steuergehäuse, in dem ein eine auf die bewegliche Wand einwirkende pneu¬ matische Druckdifferenz steuerndes Steuerventil angeordnet ist, das einen ersten Dichtsitz, dessen öffnen eine Belüftung der Arbeitskammer ermöglicht, einen zweiten Dichtsitz, dessen Öffnen eine Verbindung zwischen den beiden Kammern ermöglicht, sowie einen mit den beiden Dichtsitzen zusammenwirkenden elastischen Ventilkörper aufweist, wobei der erste Dichtεitz einerseits durch eine Betätigungsstange und andererseits unabhängig von der Betätigungsstange durch einen Elektro¬ magneten betätigbar ist.
Auε der DE 44 05 092 Cl ist ein pneumatischer Bremskraftver- εtärker mit elektromagnetischer Hilfssteuerung bekannt, bei dem der erste Dichtsitz an einer zylindrischen Hülse ausgebildet ist, die mit dem Anker eines im Steuergehäuse angeordneten Elektromagneten verbunden ist. Um eine Betätigung deε vorbekannten Bremskraftverstärkers durch den Fahrer zu
ORIGINAL UNTERLAGEN
ermöglichen, iεt ein mit der Betätigungsstange in kraftüber¬ tragender Verbindung stehender Ventilkolben vorgesehen, an dem der Anker sich axial abstützt und somit bei der Fahrerbe¬ tätigung vom Ventilkolben mitgenommen werden kann. Bei einer Fremdbetätigung bzw. einem Beströmen des Elektromagneten hebt der erste Dichtsitz vom Ventilkörper ab, so daß die Atmosphäre in die Arbeitskammer einströmen kann.
Aus der DE 42 38 333 AI ist ein Unterdruckbremskraftverstärker bekannt, dessen Steuerventil einen dritten Dichtsitz aufweist, der mittels eines Elektromagneten betätigbar ist und der bei einer Fremdbetätigung funktionsmäßig den zweiten Dichtsitz ersetzt. Die Betätigung des Steuerventils durch den Elektro¬ magneten erfolgt entgegen der Richtung der Betätigung durch den Fahrer, so daß der Ventilkörper durch Verschieben des dritten Dichtsitzes von dem am Ventilkolben ausgebildeten ersten Dichtsitz wegbewegt wird.
Gegenwärtig sind zahlreiche Verwendungsmöglichkeiten derarti¬ ger fremdansteuerbarer Kraftverstärker bekannt. Eine der bekannten Verwendungen ist die Unterstützung des Fahrers bei Panik-bremsungen, bei der durch eine schnelle Fremdansteuerung des Steuerventils die maximale zur Verfügung stehende Bremskraft aufgebracht wird. Die Fremdansteuerung erfolgt durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die Spule des Elektromagneten, das ein schlagartiges öffnen des Steuerventils und damit eine schnelle Belüftung der Arbeitskammer des Bremskraftverstärkers zur Folge hat. Nach einer bestimmten Zeit wird mittels einer Pulsweitenmodulierung (PWM) dieser Spannung ein Stromwert eingestellt, der einen
zwischen dem Atmosphärendichtsitz des Steuerventils und dessen Ventilkörper durch die Fremdbetätigung entstandenen Öffnungsspalt gerade offenhält.
Bei der Festlegung dieses Stromwertes müssen jedoch sämtliche konstruktiven Toleranzen des Bremskraftverstärkers sowie Temperatureinflüsse berücksichtigt werden, so daß der Stromwert erheblich größer als der optimale Wert sein muß.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb von pneumatischen Kraftverstärkern der eingangs genannten Gattung vorzuschlagen, das ein Eliminieren der vorhin erwähnten Einflüsse bei gleichzeitiger Sicherstellung der schnellen Schaltfunktion der Fremdbetätigung ermöglicht.
Eine erste Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht darin, daß der erste Dichtsitz in einem ersten Zeit¬ intervall in der Betätigungsrichtung des Elektromagneten mit maximaler Geschwindigkeit bewegt wird, bis ein maximaler Öffnungsspalt zwischen dem ersten Dichtsitz und dem Ventil¬ körper entsteht, in einem zweiten Zeitintervall die einge¬ steuerte Position des ersten Dichtsitzeε konstant gehalten wird, wonach der erste Dichtsitz in einem dritten Zeitintervall mit maximaler Geschwindigkeit entgegen der Betätigungsrichtung des Elektromagneten im Sinne einer Verringerung des Öffnungs-spaltes bewegt wird und die im dritten Zeitintervall eingesteuerte Position des ersten Dichtsitzeε biε zur Beendigung der unabhängig von der Betatigungsstange eingeleiteten Bremsung konstant gehalten wird.
Eine zweite Lösung, die insbesondere für pneumatische Bremskraftverεtärker geeignet iεt, deren Steuerventile einen elektromagnetisch verschiebbaren dritten Dichtsitz aufweisen, dessen Betätigung entgegen der Richtung der Betätigung durch den Fahrer erfolgt, besteht darin, daß der dritte Dichtsitz in einem ersten Zeitintervall in der Betätigungsrichtung des Elektromagneten mit maximaler Geschwindigkeit bewegt wird, bis zwischen dem ersten Dichtsitz und dem Ventilkörper ein Öffnungsspalt entsteht, in einem zweiten Zeitintervall die eingesteuerte Position deε dritten Dichtsitzes konstant ge¬ halten wird, wonach der dritte Dichtsitz in einem dritten Zeitintervall mit maximaler Geschwindigkeit entgegen der Betätigungsrichtung deε Elektromagneten im Sinne einer Ver¬ ringerung des Öffnungsspaltes bewegt wird und die im dritten Zeitintervall eingeεteuerte Position des dritten Dichtsitzes bis zur Beendigung der unabhängig von der Betätigungsstange eingeleiteten Bremsung konstant gehalten wird.
Die Erfindung besteht also in der Nutzung der Positionsregelung von aktiven, analog regelbaren Bremskraftverstärkern zur gezielten Darstellung der Ein-/Aus- Funktion. Dadurch wird erreicht, daß bei Beginn der Funktion die Sollposition des Dichtsitzes auf eine Druckaufbauposition mit maximalem Gradienten gesetzt wird. Nach einer gewissen Zeit, die das Bremssystem benötigt, um den maximalen Druck aufzubauen, wird eine Sollposition vorgegeben, die einem zwischen der Druckhalte- und der Druckaufbauphase liegenden Funktionsbereich entεpricht. Durch die Art und Weise der beschriebenen Positionεregelung (Sliding-mode-Regelung) wird der benötigte Stromwert sehr klein (optimal), wobei kein Druckaufbau durch Störeinflüsse möglich ist.
Weitere vorteilhafte Merkmale des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen 2 und 4 biε 8 aufgeführt.
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung an zwei Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert, wobei einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen verεehen εind.
In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine erεte Ausführung eines fremdbetätigbaren Brems- kraftverεtärkerε im Längsschnitt; teilweise wegge¬ brochen, in der inaktiven Bereitschaftsstellung;
Fig. 2 eine zweite Ausführung eines fremdbetätigbaren Brems¬ kraftverstärkers in der Fremdbetätigungsεtellung; und
Fig. 3 eine diagrammatiεche Darstellung einer Fremdbetätigung der in Fig. 1 und 2 gezeigten Bremskraftverstärker, insbeεondere die Zeitverläufe deε Betätigungsweges sh des ersten bzw. dritten Dichtsitzes - Fig. 3a, des Druckaufbaus in einem den Bremskraftverstärkern nachgeschalteten Hauptbremszylinder (Fig. 3b) und des den Elektromagneten der Bremskraftverεtärker zuge¬ führten Stromes (Fig. 3c).
Daε lediglich schematisch angedeutete Verεtärkergehäuse 1 des in Fig. 1 dargestellten Unterdruck-Bremskraftverstärkers ist durch eine axial bewegliche Wand 2 in eine Arbeitskammer 3 und eine Unterdruckkammer 4 unterteilt. Die axial bewegliche Wand 2 besteht aus einem aus Blech tiefgezogenen Membranteller 8 und einer daran anliegenden flexiblen Membran 18, die nicht näher dargestellt zwischen dem äußeren Umfang des Membrantellers 8 und dem Verstärkergehäuse 1 eine Rollmembran als Abdichtung bildet.
Ein durch eine Betatigungsstange' 7 betätigbares Steuerventil 12 iεt in einem im Verstärkergehäuse 1 abgedichtet geführten, die bewegliche Wand 2 tragenden Steuergehäuse 5 untergebracht und besteht aus einem ersten Dichtsitz 15, einem im Steuergehäuβe 5 ausgebildeten zweiten Dichtsitz 16 sowie einem mit beiden Dichtsitzen 15,16 zusammenwirkenden, im Steuergehäuse 5 abge-dichtet angeordneten elastischen Ventilkörper 10, der mittels einer Ventilfeder 22 gegen die Ventilsitze 15,16 gedrückt wird. Die Arbeitskammer 3 iεt mit der Unterdruckkammer 4 über einen seitlich im Steuergehäuse 5 verlaufenden Kanal 21 verbindbar.
Die Bremskraft wird über eine stirnseitig an einem Vorderteil 17 des Steuergehäuses 5 anliegende gummielastiεche Reaktions¬ scheibe 6 sowie eine einen Kopfflansch 23 aufweisende Druck¬ stange 14 auf einen Betätigungskolben eines nicht darge¬ stellten HauptbremsZylinders der Bremsanlage übertragen, der an der unterdruckseitigen Verstärkergehäuεehälfte angebracht iεt.
Um die Arbeitskammer 3 bei der Betätigung des Steuerventils 12 mit der Atmosphäre verbinden zu können, iεt schließlich im Steuergehäuse 5 ein annähernd radial verlaufender Kanal 24 ausgebildet.
Wie Fig. 1 weiter zu entnehmen ist, ist der erste Dichtsitz 15 am Ende einer zylindrischen Hülse 32 ausgebildet, die in kraftübertragender Verbindung mit dem Anker 27 eines Elektro¬ magneten 20 steht, dessen Spule 26 im Steuergehäuse 5 unbeweglich angeordnet ist. Um das Steuerventil 12 mittels der Betätigungsstange 7 betätigen zu können, ist ein Ventilkolben 9 vorgesehen, der unter Vorspannung einer sich an der Hülse 32 abstützenden Druckfeder 13 am Anker 31 anliegt. Die Rückkehr¬ bewegung des Ventilkolbens 9 am Ende eines Bremsvorgangeε wird dabei durch ein Querglied 11 begrenzt, daε in der in der Zeichnung gezeigten Lösestellung des Unterdruckbremskraft¬ verstärkers an einem im Verstärkergehäuse 1 ausgebildeten Anschlag 19 anliegt.
Wie der diagrammatischen Darstellung in Fig. 3 zu entnehmen ist, wird der Elektromagnet 20 des in Fig. 1 gezeigten Brems¬ kraftverstärkers zu Beginn einer Fremdbetätigung (Zeitpunkt T0) mit maximalem Strom beaufschlagt und somit derart angesteuert, daß sich der erste Dichtsitz 15 in einem ersten Zeitintervall TQ-T-L mit maximaler Geschwindigkeit von dem Ventilkörper 10 wegbewegt, bis ein öffnungsεpalt zwiεchen ihm und dem Ventil¬ körper 10 entεteht, der bei geεchlossenem zweiten Dichtεitz 16 ein schnelles Einströmen der Atmosphäre in die Arbeitskammer 3 und somit einen sprunghaften Anstieg des hydraulischen Druckes
in den vorhin erwähnten Hauptbremszylinder auf den maximalen Wert ermöglicht.
In einem an das erste Zeitintervall To- Tl anschließenden zweiten Zeitintervall Tx-T2 wird der dem Elektromagneten 20 zugeführte Strom auf dem maximalen Niveau (T-max) konstant gehalten, so daß die im ersten Zeitintervall TQ-TJ eingesteu¬ erte Position des ersten Dichtsitzes 15 und somit die Größe deε öffnungεεpalteε bzw. des Abstandes des Dichtsitzes 15 vom Ventilkörper 10 nicht geändert werden und der Druck im Haupt¬ bremszylinder auf einem konstanten Niveau gehalten wird. In einem dritten Zeitintervall T2-T3 wird der dem Elektromagneten 20 zugeführte Strom auf einen Wert Ih reduziert, so daß eine Bewegung des ersten Dichtsitzes 15 in Richtung auf den Ventil¬ körper 10 zu mit maximaler Geschwindigkeit, d.h., im Sinne einer Verringerung des Abstandes zwischen Dichtsitz 15 und Ventilkörper 10 stattfindet.
Dem dritten Zeitintervall T2-T3 folgt ein viertes Zeitintervall T3-T4, in dem keine Bewegung des ersten Dichtsitzes 15 gegen¬ über dem Ventilkörper 10 stattfindet, so daß der im dritten Zeitintervall T2-T3 eingestellte Öffnungsspalt unverändert bleibt. Der im Hauptbremszylinder eingeεteuerte hydraulische Druck bleibt während des dritten sowie des vierten Zeitinter¬ valls bis zur Wegnahme der vom Fahrer aufgebrachten Betäti¬ gungskraft bzw. der Beendigung des Fremdbremsvorgangs im Zeitpunkt T4 konstant. In einem fünften Zeitintervall T4-T5 wird der dem Elektro¬ magneten 20 zugeführte Strom bis auf Null reduziert, so daß der erste Dichtsitz 15 unter der Wirkung der Druckfeder 13 sich mit maximaler Geschwindigkeit auf den Ventilkörper 10 zu bzw. in seine Ruhelage bewegt, die durch den mechanischen Anschlag deε Ankers 27 am Ventilkolben 9 bestimmt ist. Bei einem durch Öffnen des zweiten Dichtsitzes 16 eingeleiteten pneumatischen Druckausgleich zwischen den beiden Kammern 3,4 bzw. der Rück-kehrbewegung der beweglichen Wand 2 erfolgt ein Abbau des hydraulischen Druckes im Hauptbremszylinder 2 auf Null.
Das Steuerventil 12 deε in Fig. 2 dargestellten Bremskraft¬ verstärkers besteht aus einem am mit der Betätigungsstange 7 verbundenen Ventilkolben 9 ausgebildeten ersten Dichtsitz 28, einem im Steuergehäuse 5 ausgebildeten zweiten Dichtsitz 29, einem radial zwischen den beiden Dichtsitzen 28,29 angeordneten dritten Dichtsitz 30 sowie einem mit den Dichtsitzen 28,29 und 30 zusammenwirkenden, in einem im Steuergehäuse 5 abgedichtet angeordneten Führungsteil 32 geführten, ringförmigen Ventil-körper 31, der mittels einer εich am Führungεteil 32 ab-stützenden Ventilfeder 33 auf die Dichtsitze 28,29,30 zu vorgespannt ist.
Um eine von der Betätigungsstange 7 unabhängige Fremdbetätigung des in Fig. 2 gezeigten Bremskraftverstärkers einzuleiten, iεt ein Elektromagnet 34 vorgeεehen, der vor¬ zugsweise in einem mit dem Ventilkolben 9 fest verbundenen Gehäuse 35 angeordnet ist und demnach zuεammen mit dem Ven¬ tilkolben 9 im Steuergehäuse 5 verschiebbar ist. Der Elektro-
magnet 34 besteht auε einer innerhalb des Gehäuseε 35 ange¬ ordneten Spule 36 sowie einem axial verschiebbar angeordneten zylindrischen Anker 37, der teilweise in einem das Gehäuse 35 verschließenden Verschlußteil 38 geführt wird und an dem sich eine Kraftübertragungshülse 39 abstützt, die den vorhin erwähnten dritten Dichtsitz 30 trägt. Zwischen dem Ventil¬ kolben 9 und der Kraftübertragungshülεe 39 ist eine Druck¬ feder 40 angeordnet, die den Anker 37 in seiner Ausgangεlage hält, in der der dritte Dichtεitz 30 gegenüber dem am Ventil¬ kolben 9 ausgebildeten ersten Dichtsitz 28 axial versetzt angeordnet ist. Das im Steuergehäuse 5 geführte Verschlußteil 38 liegt unter Zwiεchenschaltung einer Überεetzungsεcheibe 41 an der vorhin erwähnten ReaktionsScheibe 6 an und ermöglicht eine Übertragung der an der BetatigungsStange 7 eingeleiteten Eingangskraft auf die Reaktionsscheibe 6.
Wie der diagrammatischen Darstellung in Fig. 3 zu entnehmen ist, wird der Elektromagnet 34 des in Fig. 2 gezeigten Brems- kraftverεtärkerε zu Beginn einer Fremdbetätigung (Zeitpunkt T0) mit maximalem Strom beaufschlagt und εomit derart ange¬ steuert, daß sich der dritte Dichtsitz 30 im ersten Zeit¬ intervall TQ-T-L mit maximaler Geschwindigkeit auf den Ventilkörper 31 zu bewegt, bis er daran zur Anlage kommt und den vorhin erwähnten zweiten Dichtsitz 29 funktionsmäßig überbrückt. Bei der weiteren Bewegung des dritten Dichtsitzes 30 wird dieser zunächst in der Betätigungsrichtung des Elektromagneten 34, d.h. entgegen der Betätigungsrichtung deε Bremεkraftver-stärkers, in das Material des Ventilkörperε 31 hineingedrückt und verschiebt anεchließend diesen vom erεten Dichtsitz 28 weg, so daß zwischen dem Ventilkörper 31 und dem
erεten Dichtεitz 28 ein Spalt entεteht, der ein schnelles Einströmen der Atmosphäre in die Arbeitskammer 3 ermöglicht. Bei dem vorhin beschriebenen Vorgang erfolgt ein schlagarti¬ ger Druckaufbau in dem dem Bremskraftverstärker nachgeschal¬ teten Hauptbremszylinder, wobei der zweite Dichtsitz 29 funk¬ tionsmäßig durch den dritten Dichtsitz 30 erεetzt wird. Der beschriebene Fremdbet-ätigungszustand ist in Fig. 2 darge¬ stellt.
In einem an das erste Zeitintervall T0-T**. anschließenden zweiten Zeitintervall Tx-T2 wird,der dem Elektromagneten 34 zugeführte Strom auf dem maximalen Niveau (Imax) konstantge¬ halten, so daß die im ersten Zeitintervall TQ-TX eingesteu¬ erte Position des dritten Dichtεitzeε 30 und somit die Größe des Öffnungsspaltes bzw. des Abstandes des ersten Dichtsitzes 28 vom Ventilkörper 31 nicht geändert werden und der Druck im Hauptbremszylinder auf einem konεtanten Niveau gehalten wird.
In einem dritten Zeitintervall T2-T3 wird der dem Elektro¬ magneten 34 zugeführte Strom auf einen Wert Ih reduziert, so daß eine Bewegung des dritten Dichtsitzes 30 mit maximaler Geschwindigkeit entgegen der Betätigungsrichtung des Elektro¬ magneten 34, d.h. im Sinne einer Verringerung des öffnungs- εpalteε zwiεchen dem Ventilkörper 31 und dem erεten Dichtsitz 28 stattfindet.
Dem dritten Zeitintervall T2-T3 folgt ein viertes Zeitinter¬ vall T3-T4, in dem keine Bewegung des dritten Dichtsitzes 31 gegenüber dem ersten Dichtsitz 28 stattfindet, so daß der im
dritten Zeitintervall T2-T3 eingestellte Öffnungsspalt unver¬ ändert bleibt. Der im Hauptbremszylinder eingesteuerte hy¬ draulische Druck bleibt während des dritten sowie des vierten Zeitintervalls biε zur Wegnahme der vom Fahrer aufgebrachten Betätigungskraft bzw. der Beendigung des Fremdbremsvorgangs im Zeitpunkt T4 konstant.
In einem fünften Zeitintervall T4-T5 wird der dem Elektro¬ magneten 34 zugeführte Strom biε auf Null reduziert, so daß der dritte Dichtsitz 30 unter der Wirkung der Druckfeder 40 sich mit maximaler Geschwindigkeit in seine Ruhelage bewegt, die durch den mechanischen Anschlag des Ankers 37 am Ver¬ schlußteil 38 bestimmt ist. Bei einem durch öffnen des zweiten Dichtεitzes 29 eingeleiteten pneumatischen Druck¬ ausgleich zwiεchen den beiden Kammern 3,4 bzw. der Rück- kehrbewegung der beweglichen Wand 2 erfolgt ein Abbau deε hydraulischen Druckes im Hauptbremszylinder 2 auf Null.
Die die einzelnen Zeitintervalle begrenzenden Zeitpunkte TQ bis T5 können in Abhängigkeit von Schwellwerten eines die Bewegung der beweglichen Wand 2 erfasεenden, nicht gezeigten Wegsensors oder eines ebenfalls nicht gezeigten Drucksensors festgelegt werden, mit dem der im oder hinter dem Hauptbrems- zylinder herrschende hydraulische Druck senεiert wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betrieb eines pneumatischen Bremskraft¬ verstärkers für Kraftfahrzeuge mit einem Verstärker¬ gehäuse, dessen Innenraum durch eine bewegliche Wand in eine erste Kammer (Unterdruckkammer) und eine zweite Kammer (Arbeitskammer) unterteilt ist, sowie mit einem Steuergehäuse, in dem ein eine auf die bewegliche Wand einwirkende pneumatische Druckdifferenz steuerndes Steuerventil angeordnet ist, das einen ersten Dichtsitz, dessen Öffnen eine Belüftung der Arbeitskammer ermög¬ licht, einen zweiten Dichtsitz, dessen öffnen eine Ver¬ bindung zwischen den beiden Kammern ermöglicht, sowie einen mit den beiden Dichtsitzen zusammenwirkenden ela¬ stischen Ventilkörper aufweist, wobei der erste Dicht¬ sitz einerseits durch eine BetätigungsStange und andere- seits unabhängig von der BetätigungsStange durch einen Elektromagneten betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Dichtsitz (15) in einem ersten Zeitinter¬ vall (To-T-iJ in der Betätigungsrichtung des Elektro¬ magneten (20) mit maximaler Geschwindigkeit bewegt wird, bis ein maximaler Öffnungsspalt zwischen dem ersten Dichtsitz (15) und dem Ventilkörper (10) entsteht, und in einem zweiten Zeitintervall (T1-T2) die eingesteuerte Position des ersten Dichtsitzeε (15) konstant gehalten wird, wonach der erste Dichtsitz (15) in einem dritten Zeitintervall (T2-T3) mit maximaler Geschwindigkeit ent gegen der Betätigungsrichtung des Elektromagneten (20) im Sinne einer Verringerung des Öffnungsspaltes bewegt
wird und die im dritten Zeitintervall (T2-T3) eingesteuerte Position des ersten Dichtsitzes (15) bis zur Beendigung der unabhängig von der Betätigungsstange (7) eingeleiteten Bremsung konstant gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verringerung des Öffnungεεpalteε im dritten Zeitintervall (T2-T3) biε zum Anliegen deε ersten Dichtsitzeε (15) am Ventilkörper (10) erfolgt.
3. Verfahren zum Betrieb eines pneumatischen Bremskraftverstärkers für Kraftfahrzeuge mit einem Verεtärkergehäuεe, deεεen Innenraum durch eine bewegliche Wand in eine erεte Kammer (Unterdruckkammer) und eine zweite Kammer (Arbeitskammer) unterteilt ist, εowie mit einem Steuergehäuse, in dem ein eine auf die bewegliche Wand einwirkende pneumatische Druckdifferenz steuerndes, durch eine Betätigungsstange betätigbares Steuerventil angeordnet ist, daß einen erεten Dichtεitz, dessen Öffnen eine Belüftung der Arbeitskammer ermöglicht, einen zweiten Dichtsitz, dessen öffnen eine Verbindung zwischen den beiden Kammern ermöglicht, einen dritten Dichtsitz, der durch einen Elektromagneten betätigbar ist und der bei einer Betätigung durch den Elektromagneten den zweiten Dichtsitz funktionsmäßig ersetzt, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Dichtsitz (30) in einem ersten Zeitintervall (T0-Tx) in der Betätigungsrichtung des Elektromagneten (34) mit maximaler Geεchwindigkeit bewegt wird, bis zwischen dem
erεten Dichtsitz (28) und dem Ventilkörper (31) ein Öffnungsspalt entsteht, und in einem zweiten Zeitintervall (^-12) die eingesteuerte Position des dritten Dichtsitzeε (30) konεtant gehalten wird, wonach der dritte Dichtsitz (30) in einem dritten Zeitintervall (T2-T3) mit maximaler Geschwindigkeit entgegen der Betätigungsrichtung des Elektromagneten (34) im Sinne einer Verringerung des öffnungsεpaltes bewegt wird und die im dritten Zeitintervall (T2-T3) eingesteuerte Position des dritten Dichtsitzeε (30) bis zur Beendigung der unabhängig von der Betätigungsεtange eingeleiteten Bremsung konstant gehalten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verringerung des Öffnungsspaltes im dritten Zeitintervall (T2-T3) bis zum Anliegen des Ventilkörpers (31) am ersten Dichtsitz (28) erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, wobei das Steuerventil vom Fahrer mittels eines Betätigungspedals betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des öffnungs- spaltes in Abhängigkeit von der Betätigungspedal- Antrittεgeεchwindigkeit festgelegt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, wobei das Steuerventil vom Fahrer mittels eines Betätigungspedals betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die auf daε Betätigungspedal einwirkende Betätigungskraft ermittelt
wird und die Größe des Öffnungsspaltes in Abhängigkeit von dem Betätigungskraftgradienten festgelegt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die die Zeitintervalle bestimmenden Zeitpunkte (TQ bis T5) in Abhängigkeit von Schwellwerten eines die Bewegung der beweglichen Wand (2) des Bremskraftverstärkers erfassenden Wegsensors festgelegt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die die Zeitintervalle bestimmenden Zeitpunkte (T0 bis T5) in Abhängigkeit von Schwellwerten eines Drucksensors festgelegt werden, der den hydraulischen Druck im bzw. hinter einem dem
Bremskraftverstärker nachgeschalteten Hauptbremszylinder erfaßt.
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