DE10218972A1 - Vacuum brake booster of a vehicle brake system and method for operating a vehicle brake system with a vacuum brake booster - Google Patents
Vacuum brake booster of a vehicle brake system and method for operating a vehicle brake system with a vacuum brake boosterInfo
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Abstract
Bei einem Unterdruckbremskraftverstärker einer Fahrzeugbremsanlage, mit einem Unterdruckgehäuse, das durch mindestens eine bewegliche Trennwand in mindestens eine Unterdruckkammer und mindestens eine Arbeitskammer aufgeteilt ist, mit einer Sensoreinheit, mit welcher der Druck in der Unterdruckkammer und der Druck in der Arbeitskammer oder der Druckunterschied zwischen der Arbeitskammer und der Unterdruckkammer sensierbar ist, ist dem Unterdruckbremskraftverstärker eine elektronische Steuereinheit zugeordnet, die eine Auswerteeinheit aufweist, zwecks Auswertung des sensierten Drucks in der Unterdruckkammer und der Arbeitskammer oder des Druckunterschieds zwischen der Arbeitskammer und der Unterdruckkammer. Die elektronische Steuereinheit weist eine Ansteuerungseinheit auf, zwecks Ansteuerung einer aktiven hydraulischen Bremskraftunterstützungseinheit auf Grundlage der Auswertung durch die Auswerteeinheit.In a vacuum brake booster of a vehicle brake system, with a vacuum housing that is divided into at least one vacuum chamber and at least one working chamber by at least one movable partition, with a sensor unit with which the pressure in the vacuum chamber and the pressure in the working chamber or the pressure difference between the working chamber and the vacuum chamber is sensible, the vacuum brake booster is assigned an electronic control unit which has an evaluation unit for the purpose of evaluating the sensed pressure in the vacuum chamber and the working chamber or the pressure difference between the working chamber and the vacuum chamber. The electronic control unit has a control unit for the purpose of controlling an active hydraulic brake force support unit based on the evaluation by the evaluation unit.
Description
Die Erfindung betrifft einen Unterdruckbremskraftverstärker einer Fahrzeugbremsanlage, mit einem Unterdruckgehäuse, das durch mindestens eine bewegliche Trennwand in mindestens eine Unterdruckkammer und mindestens eine Arbeitskammer aufgeteilt ist, mit einer Sensoreinheit, mit welcher der Druck in der Unterdruckkammer und der Druck in der Arbeitskammer oder der Druckunterschied zwischen der Arbeitskammer und der Unterdruckkammer sensierbar ist. The invention relates to a vacuum brake booster a vehicle brake system, with a vacuum housing, the by at least one movable partition in at least a vacuum chamber and at least one working chamber is divided, with a sensor unit with which the Pressure in the vacuum chamber and the pressure in the Working chamber or the pressure difference between the Working chamber and the vacuum chamber is sensible.
Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zum Betrieb einer Fahrzeugbremsanlage mit einem Unterdruckbremskraftverstärker mit mindestens einer Unterdruckkammer und mindestens einer Arbeitskammer, bei dem der in der Unterdruckkammer und der Arbeitskammer herrschende Druck sensiert wird. The invention also relates to a method of operation a vehicle brake system with a Vacuum brake booster with at least one Vacuum chamber and at least one working chamber, at that of the vacuum chamber and the working chamber prevailing pressure is sensed.
Unterdruckbremskraftverstärker benötigen eine vom Motor zur Verfügung gestellte Unterdruckversorgung zur Unterstützung der von dem Fahrer aufzubringenden Pedalkraft. Abhängig vom Motor wird bei bestimmten Pedalkräften ein Zustand erreicht, bei dem eine weitere Erhöhung der Kraft auf die Betätigungseinheit nur durch eine Steigerung der Pedalkraft möglich ist, da der Unterdruckbremskraftverstärker die maximal mögliche Unterstützungskraft erreicht hat. Den Zustand bezeichnet man als Aussteuerpunkt des Verstärkers. Vacuum brake boosters require one from the engine Provided vacuum supply for support the pedal force to be applied by the driver. Depending on the Motor becomes a condition with certain pedal forces achieved at which a further increase in strength on the Actuator only by increasing the pedal force is possible because the vacuum brake booster has reached the maximum possible level of support. The State is called the drive point of the amplifier.
Ist die maximal erreichbare Unterstützungkraft durch eine nur schwache Unterdruckversorgung zur gering, was im Zuge neuer Motorentechnik, wie z. B. Benzin-Direkteinspritzer oder Dieselmotoren immer stärker der Fall ist, dann wird eine zusätzliche Bremskraftunterstützung erforderlich. Eine Möglichkeit zur Erzeugung einer zusätzlichen Bremskraft bzw. eines Zusatz-Bremsdrucks ist der Einsatz einer "aktiven" hydraulischen Bremskraftunterstützung. Dies wird z. B. mittels einer hydraulischen Pumpe erreicht. Der hydraulische Druck, der im hydraulischen Hauptbremszylinder aus der vom Fahrer über das Bremspedal eingesteuerten, mittels Unterdruckbremskraftverstärker verstärkten Bremskraft resultiert, wird dabei von der hydraulischen Pumpe zusätzlich erhöht. Diese Pumpe wird von einem Elektromotor angetrieben, der von einer elektronischen Bremsenregelungseinheit angesteuert wird. Is the maximum support that can be achieved by a only weak vacuum supply too low, which in the course new engine technology, such as B. Direct gasoline injection or diesel engines is increasingly the case, then additional braking power assistance is required. A Possibility to generate an additional braking force or an additional brake pressure is the use of a "active" hydraulic brake power assistance. this will z. B. achieved by means of a hydraulic pump. The hydraulic pressure in the hydraulic master cylinder from the driver's control via the brake pedal, reinforced by vacuum brake booster Braking force results from hydraulic Pump also increased. This pump is made by one Electric motor powered by an electronic Brake control unit is controlled.
Ferner ist es an sich bekannt, für bestimmte Anwendungsfälle Drucksensoren in/an Unterdruckbremskraftverstärkern einzusetzen, um eine Druckdifferenz zwischen der Unterdruckkammer oder Vakuumkammer und der Arbeitskammer zu erfassen und auszuwerten. It is also known per se for certain Applications pressure sensors in / on Vacuum brake boosters to use a Pressure difference between the vacuum chamber or Vacuum chamber and the working chamber to capture and evaluate.
In der DE 44 36 297 C2 ist ein Unterdruckbremskraftverstärker und ein Verfahren zum Betrieb einer Fahrzeugbremsanlage offenbart, bei dem die erfasste Druckdifferenz zur Ansteuerung eines Steuerventils im Unterdruckbremskraftverstärker ausgewertet wird. DE 44 36 297 C2 is a Vacuum brake booster and a method for Operation of a vehicle brake system disclosed, in which the detected pressure difference to control a control valve is evaluated in the vacuum brake booster.
In der DE 197 29 158 C2 ist ein Unterdruckbremskraftverstärker mit einem Steuergerät offenbart, das zwei Drucksensoren mit zwei Luftführungskanälen trägt, die sich in die Unterdruckkammer und die Arbeitskammer des Unterdruckbremskraftverstärkers erstrecken. Das Steuergerät dient zur Steuerung des Unterdruckbremskraftverstärkers. DE 197 29 158 C2 is a Vacuum brake booster with a control unit discloses the two pressure sensors with two Carries air ducts, which are in the vacuum chamber and the working chamber of the vacuum brake booster extend. The control unit is used to control the Vacuum brake booster.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Unterdruckbremskraftverstärker und ein Steuer-Verfahren für eine Fahrzeugbremsanlage mit aktiver hydraulischer Verstärkung vorzusehen. The object of the invention is a Vacuum brake booster and a control procedure for a vehicle brake system with active hydraulic Provide reinforcement.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. The object is achieved by the features of the independent claims.
Besonders vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Unteransprüchen angegeben. Particularly advantageous developments and refinements of the invention are in the dependent claims specified.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch einen Unterdruckbremskraftverstärker einer Fahrzeugbremsanlage gelöst, mit einem Unterdruckgehäuse, das durch mindestens eine bewegliche Trennwand in mindestens eine Unterdruckkammer und mindestens eine Arbeitskammer aufgeteilt ist und mit einer Sensoreinheit zur Sensierung von Drücken in dem Unterdruckbremskraftverstärker, welcher Unterdruckbremskraftverstärker dadurch gekennzeichnet ist, dass die Sensoreinheit dafür vorgesehen ist, den Druck in der Unterdruckkammer und den Druck in der Arbeitskammer oder den Druckunterschied zwischen der Arbeitskammer und der Unterdruckkammer zu sensieren, dass dem Unterdruckbremskraftverstärker eine elektronische Steuereinheit zugeordnet ist, die eine Auswerteeinheit aufweist, zwecks Auswertung der sensierten Drücke in der Unterdruckkammer und der Arbeitskammer oder des Druckunterschieds zwischen der Arbeitskammer und der Unterdruckkammer, und dass die elektronische Steuereinheit eine Ansteuerungseinheit aufweist, zwecks Ansteuerung einer aktiven hydraulischen Bremskraftunterstützungseinheit auf Grundlage der Auswertung durch die Auswerteeinheit. The object underlying the invention is achieved by a vacuum brake booster one Vehicle brake system released, with a vacuum housing, by at least one movable partition in at least one vacuum chamber and at least one Working chamber is divided and with a sensor unit for sensing pressure in the Vacuum brake booster, which Vacuum brake booster is characterized that the sensor unit is intended to measure the pressure in the vacuum chamber and the pressure in the working chamber or the pressure difference between the working chamber and the vacuum chamber to sense that the Vacuum brake booster an electronic Control unit is assigned, which is an evaluation unit has, for the purpose of evaluating the sensed pressures in the Vacuum chamber and the working chamber or the Pressure difference between the working chamber and the Vacuum chamber, and that the electronic control unit has a control unit for the purpose of controlling one active hydraulic brake power assist unit Basis of the evaluation by the evaluation unit.
Durch den Unterdruckbremskraftverstärker kann der Druckzustand der Unterdruckkammer und der Arbeitskammer und/oder deren Druckunterschied ermittelt, dafür charakteristische Signale erzeugt, die Signale der elektronischen Steuereinheit zugeführt und in der Steuereinheit ausgewertet werden. Nach Maßgabe der Auswertung ist ein Ansteuersignal für eine aktive hydraulische Bremskraftunterstützungseinheit, vorzugsweise ein Elektromotor-Pumpen-Einheit, erzeugbar, um einen zusätzlichen Bremsdruck aufzubauen oder zu regeln. Es kann eine sichere Einsteuerung und Regelung des zusätzlichen (hydraulischen) Bremsdruck erfolgen, da die Druckverhältnisse und damit die mögliche Unterstützungswirkung durch den Unterdruck zuverlässig und genau ermittelbar sind. The vacuum brake booster can Pressure state of the vacuum chamber and the working chamber and / or their pressure difference determined, therefor characteristic signals generated, the signals of the supplied electronic control unit and in the Control unit can be evaluated. According to the Evaluation is a control signal for an active one hydraulic brake power assist unit, preferably an electric motor pump unit that can be generated by a build up or regulate additional brake pressure. It can a safe control and regulation of the additional (hydraulic) brake pressure, because the Pressure ratios and thus the possible Supporting effect through the vacuum reliable and can be determined exactly.
Erfindungsgemäß ist die Sensoreinheit dafür vorgesehen, die Druckdifferenz zwischen dem in der Unterdruckkammer und der Arbeitskammer herrschenden Druck zu sensieren und ein für die sensierte Druckdifferenz charakteristisches Signal für die elektronische Steuereinheit zu erzeugen. Bei dieser Ausführungsform wird demnach durch die Sensoreinheit "direkt" die Druckdifferenz zwischen der Unterdruckkammer und der Arbeitskammer sensiert. Das für die Druckdifferenz charakteristische Signal wird der Auswerteeinheit zugeführt und darin ausgewertet. Nach Maßgabe der Auswertung ist dann mittels der Ansteuereinheit ein Ansteuersignal für die aktive hydraulische Bremskraftunterstützungseinheit erzeugbar. According to the invention, the sensor unit is provided for the Pressure difference between that in the vacuum chamber and the Working chamber to sense pressure and a for the sensed pressure difference characteristic signal for to generate the electronic control unit. At this Embodiment is accordingly by the sensor unit "direct" the pressure difference between the vacuum chamber and senses the Chamber of Labor. That for the pressure difference characteristic signal is fed to the evaluation unit and evaluated in it. Then according to the evaluation by means of the control unit, a control signal for the active hydraulic brake power assist unit produced.
Nach der Erfindung ist die Sensoreinheit dafür vorgesehen, die in der Unterdruckkammer und der Arbeitskammer herrschenden Drücke bezüglich eines "normierten" Drucks, vorzugsweise bezüglich des Außendrucks (Umgebungsdrucks), zu sensieren und für die sensierten Drücke in der Unterdruckkammer und der Arbeitskammer charakteristische Signale für die elektronische Steuereinheit zu erzeugen. Der Begriff "Außendruck:" bedeutet hier der Druck der umgebenden Atmosphäre (Umgebungsdruck). Hier werden somit zwei Drucksignale, jeweils ein Signal für den Druck in der Unterdruckkammer und eins für den Arbeitskammer-Druck, durch die Sensoreinheit sensiert. Die dafür charakteristischen Signale werden der Auswerteeinheit zugeführt und darin ausgewertet. Nach Maßgabe der Auswertung mittels der Ansteuereinheit ist dann ein Ansteuersignal für eine aktive hydraulische Bremskraftunterstützungseinheit, insbesondere mittels einer Einheit zur Erzeugung eines Ansteuersignals für eine Elektromotor-Pumpen-Einheit, erzeugbar. Damit ist es möglich, die hydraulische Bremskraftunterstützungseinheit im Sinne eines Aufbaus oder einer Regelung eines zusätzlichen Bremsdrucks anzusteuern. Diese Ausführungsform der Sensoreinheit mit einer getrennten Sensierung der Drücke in der Unterdruckkammer und der Arbeitskammer ist bevorzugt. Denn es ist vorgesehen, dass ein Vergleich des sensierten Drucks in der Unterdruckkammer mit dem sensierten Druck in der Arbeitskammer mittels der elektronischen Auswerteeinheit in der elektronischen Steuereinheit erfolgt. Da keine elektronischen Auswertekomponenten und/oder Steuerungskomponenten in oder am Gehäuse der Sensoreinheit notwendig sind, kann dieses sehr klein, kompakt und leicht ausgeführt werden. According to the invention, the sensor unit is provided for those in the vacuum chamber and the working chamber prevailing pressures regarding a "normalized" pressure, preferably with regard to the external pressure (ambient pressure), to sense and for the sensed pressures in the Vacuum chamber and the working chamber characteristic Generate signals for the electronic control unit. The term "external pressure:" here means the pressure of the surrounding atmosphere (ambient pressure). So here two pressure signals, one signal for the pressure in the Vacuum chamber and one for the working chamber pressure, sensed by the sensor unit. The one for that characteristic signals are the evaluation unit fed and evaluated in it. According to the Evaluation using the control unit is then on Control signal for an active hydraulic Braking force support unit, in particular by means of a Unit for generating a control signal for a Electric motor-pump unit, can be generated. So that's it possible, the hydraulic brake power assist unit in the sense of a structure or a regulation of a to control additional brake pressure. This embodiment the sensor unit with a separate sensing of the Pressures in the vacuum chamber and the working chamber prefers. Because it is intended that a comparison of the sensed pressure in the vacuum chamber with the sensed pressure in the working chamber by means of the electronic evaluation unit in the electronic Control unit is done. Since no electronic Evaluation components and / or control components in or on the housing of the sensor unit, this can very small, compact and lightweight.
Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Sensoreinheit ein erstes Sensorelement zur Sensierung des Drucks bzw. Vakuums in der Unterdruckkammer und ein zweites Sensorelement zur Sensierung des Drucks in der Unterdruckkammer aufweist und dass beide Sensorelemente in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Diese bevorzugte Ausführungsform bietet den Vorteil, dass mit einem einzigen Bauteil, welches die Funktionen zweier Druck- bzw. Vakuumsensoren vereint ("Doppeldrucksensoreinheit oder Doppelvakuumsensoreinheit), die Druckverhältnisse beider Kammern des Unterdruckbremskraftverstärkers einzeln erfasst werden können. Das bedeutet, es sind ein erstes Sensorelement zur Sensierung des Differenzdrucks zwischen der Unterdruckkammer und dem Außendruck und ein zweites Sensorelement zur Sensierung des Differenzdrucks zwischen der Unterdruckkammer und dem Außendruck in einem gemeinsamen Gehäuse vorgesehen. Beide Sensorelemente sind vorzugsweise benachbart in dem Gehäuse angeordnet. It is provided according to the invention that the sensor unit a first sensor element for sensing the pressure or Vacuum in the vacuum chamber and a second Sensor element for sensing the pressure in the Has vacuum chamber and that both sensor elements in are arranged in a common housing. This preferred Embodiment offers the advantage of being single Component that performs the functions of two pressure or Vacuum sensors combined ("double pressure sensor unit or Double vacuum sensor unit), the pressure ratios of both Chambers of the vacuum brake booster individually recorded can be. That means it's a first Sensor element for sensing the differential pressure between the vacuum chamber and the external pressure and a second Sensor element for sensing the differential pressure between the vacuum chamber and the external pressure in one common housing provided. Both sensor elements are preferably arranged adjacent in the housing.
Nach der Erfindung ist das Gehäuse der Sensoreinheit zumindest teilweise innerhalb des Unterdruckgehäuses, vorzugsweise zumindest teilweise innerhalb der Unterdruckkammer, angeordnet. Das Gehäuse ist dann vorzugsweise so ausgestaltet und/oder angeordnet, das das erste und zweite Sensorelement im Innenraum des Unterdruckbremskraftverstärkers, vorzugsweise innerhalb der Vakuumkammer, angeordnet sind. Das bedeutet, die Sensorelemente sind innerhalb der Wandungen des Unterdruckgehäuses angeordnet, welche den Unterdruckbremskraftverstärkers begrenzen. According to the invention, the housing of the sensor unit at least partially within the vacuum housing, preferably at least partially within the Vacuum chamber, arranged. The housing is then preferably designed and / or arranged so that the first and second sensor element in the interior of the Vacuum brake booster, preferably within the Vacuum chamber are arranged. That means the Sensor elements are inside the walls of the Vacuum housing arranged, which the Limit the vacuum brake booster.
Das Gehäuse der Sensoreinheit weist vorzugsweise eine rohr- oder schlauchförmige Verbindungsleitung auf, welche die bewegliche Trennwand durchdringt. Es ist dabei mindestens eine Länge der Verbindungsleitung vorgesehen, die ausreicht, damit die Verbindungsleitung in allen möglichen Stellungen der Trennwand diese auch durchdringt. Damit wird eine Verbindung zwischen dem Sensorelement zur Sensierung des Arbeitskammerdrucks mit der Arbeitskammer in allen Aussteuerstellungen des Unterdruckbremskraftverstärkers sichergestellt. The housing of the sensor unit preferably has a tubular or tubular connecting line, which the movable partition penetrates. At least it is a length of the connecting line is provided which is sufficient so that the connecting line in all possible Positions of the partition also penetrate it. So that will a connection between the sensor element for sensing of the working chamber pressure with the working chamber in all Control positions of the vacuum brake booster ensured.
Erfindungsgemäß wird bei Bremssytemen mit einem Hauptbremszylinder, insbesondere Tandem-Hauptbremszylinder, die Sensoreinheit an der hauptbremszylinderseitigen Wandung des Unterdruckgehäuses angeordnet. Vorteilhaft ist die Sensoreinheit dann in das hauptbremszylinderseitige Gehäuse bzw. Gehäusebauteil integrierbar. According to the invention in braking systems with a Master cylinder, in particular tandem master cylinder, the sensor unit on the wall on the master cylinder side of the vacuum housing arranged. That is advantageous Sensor unit then in the master cylinder side housing or housing component can be integrated.
Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Sensoreinheit eine vierpolige Steckverbindung zur elektrischen Verbindung der Sensoreinheit mit der Steuereinheit aufweist, zwecks Signalübertragung der Signale von zwei Sensorelementen. It is provided according to the invention that the sensor unit a four-pin connector for electrical connection the sensor unit with the control unit, for the purpose Signal transmission of the signals from two sensor elements.
Es ist ferner für bestimmte Anwendungsfälle vorgesehen, dass der Unterdruckbremskraftverstärker ein elektromagnetisch regelbares Steuerventil zur Regelung der Verstärkungskraft aufweist. Dadurch kann beispielsweise eine Bremsassistentfunktion realisiert werden. It is also intended for certain applications that the vacuum brake booster one Electromagnetically adjustable control valve for regulating the Has reinforcing force. This can, for example a brake assist function can be implemented.
Nach der Erfindung ist es vorgesehen, dass die elektronische Steuereinheit eine Erkennungseinheit aufweist, zum Erkennen eines Erfordernisses einer zusätzlichen Bremsunterstützung für den Fahrer, und dass die Ansteuereinheit dafür vorgesehen ist, die aktive hydraulische Bremskraftunterstützungseinheit zwecks Aufbau eines zusätzlichen hydraulischen Drucks anzusteuern, wenn das Erfordernisses einer zusätzlichen Bremsunterstützung für den Fahrer von der Erkennungseinheit erkannt wurde. According to the invention it is provided that the electronic control unit a detection unit has to recognize a requirement of a additional braking support for the driver, and that the control unit is intended to be the active one hydraulic brake assistance unit for the purpose of construction to control an additional hydraulic pressure if the requirement for additional braking assistance was recognized by the recognition unit for the driver.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Betrieb einer Fahrzeugbremsanlage mit einem Unterdruckbremskraftverstärker mit mindestens einer Unterdruckkammer und mindestens einer Arbeitskammer, bei dem der in der Unterdruckkammer und der Arbeitskammer herrschende Druck sensiert wird, gelöst, bei welchem Verfahren die sensierten Drücke einer elektronischen Bremsenregelungseinheit zwecks Auswertung zugeführt werden und nach Maßgabe der Auswertung eine aktive hydraulische Bremskraftunterstützung im Sinne eines Aufbaus oder einer Regelung eines zusätzlichen Bremsdrucks durchgeführt wird. Durch die hydraulischen Bremskraftunterstützung wird vorteilhaft auch die Verwendung eines Unterdruckbremskraftverstärker mit relativ geringer Leistung, d. h. geringe Unterstützungskraft, ermöglicht, der einen entsprechend kleineren Bauraum beansprucht. The object underlying the invention is also achieved by a method for operating a vehicle brake system with a vacuum brake booster with at least one Vacuum chamber and at least one working chamber, at that of the vacuum chamber and the working chamber prevailing pressure is sensed, at which Process the sensed pressures of an electronic Brake control unit are fed for evaluation and an active hydraulic according to the evaluation Brake force support in the sense of a structure or a Regulation of an additional brake pressure is carried out. The hydraulic brake power assistance also advantageous to use a Vacuum brake booster with relatively low Performance, d. H. low support, enables the requires a correspondingly smaller space.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Auswertung das Erkennen eines Erfordernisses einer zusätzlichen Bremsunterstützung mitumfasst und dass die aktive hydraulische Bremskraftunterstützung nur im Bedarfsfall, wenn das Erfordernisses einer zusätzlichen Bremsunterstützung für den Fahrer erkannt wurde, aktiviert wird. Dann ist es möglich, den zusätzlichen hydraulischen Druck nur in bestimmten Situationen zu erzeugen. Es ist vorgesehen, den zusätzlichen hydraulischen Druck vorzugsweise nur in einer "Kaltlaufphase" einer Verbrennungskraftmaschine oder eines Verbrennungsmotors, das bedeutet wenn der Motor noch keine hinreichende Betriebstemperatur aufweist, wodurch die Vakuumleistung des Verbrennungsmotors zu gering ist, gezielt zur Bremsunterstützung des Fahrers einzusetzen. Diese mangelnde Vakuumleistung ist oft bei Verbrennungsmotoren mit Direkteinspritzung, insbesondere auch Benzin- Direkteinspritzern, zu erkennen. Daher ist es vorgesehen, den erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärker und das Verfahren vorzugsweise für Fahrzeugbremsanlagen zu verwenden, bei denen das Vakuum für die Bremskraftunterstützung durch eine Verbrennungskraftmaschine mit Direkteinspritzer, insbesondere Benzin-Direkteinspritzer, erzeugt wird. According to the invention, it is provided that the evaluation of the Recognize a need for an additional one Brake support included and that the active hydraulic brake power support only when needed, if the requirement of an additional Brake support for the driver was activated becomes. Then it is possible to add the additional hydraulic Generate pressure only in certain situations. It is provided the additional hydraulic pressure preferably only in a "cold running phase" Internal combustion engine or an internal combustion engine, that means if the engine is still insufficient Has operating temperature, whereby the vacuum performance of the Internal combustion engine is too low, specifically for Use driver braking assistance. This lack Vacuum power is often associated with internal combustion engines Direct injection, especially petrol Direct injection. It is therefore intended the vacuum brake booster according to the invention and the method preferably for vehicle brake systems too use where the vacuum for the Brake power support by Internal combustion engine with direct injection, in particular gasoline direct injection.
Erfindungsgemäß ist es ebenso vorgesehen, dass die Auswertung das Erkennen eines Erreichens des Aussteuerpunkts oder zumindest einer Annäherung an den Aussteuerpunkt mitumfasst und dass die aktive hydraulische Bremskraftunterstützung nur dann aktiviert wird, wenn das Erreichen des Aussteuerpunkts oder zumindest die Annäherung an den Aussteuerpunkt erkannt wurde. Der Aussteuerpunkt kann insbesondere bei der zuvor genannten Unterdruckversorgung des Unterdruckbremskraftverstärker durch einen Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung in der Kaltlaufphase schon zu früh erreicht werden, wenn eine hinreichende Verstärkungsfunktion durch den Bremskraftverstärker mangels Vakuumleistung des Motors noch nicht gegeben ist. Dann wird bei Erreichen des Aussteuerpunkts und bei weiterer Bremsdruck-Anforderung des Fahrers die zusätzliche hydraulische Bremskraftunterstützung aktiviert. According to the invention it is also provided that the Evaluation the recognition of reaching the Control point or at least an approximation to the Control point and that the active hydraulic Brake power assistance is only activated if that Reaching the control point or at least approaching it to the control point was recognized. The control point can especially in the aforementioned Vacuum supply of the vacuum brake booster through an internal combustion engine with direct injection in the Cold run phase can be reached early if one sufficient amplification function by the Brake booster still lacks vacuum power of the motor is not given. Then when the Control point and if the brake pressure is requested further Driver the additional hydraulic Brake power assistance activated.
Nach der Erfindung ist die Verstärkungskraft des Unterdruckbremskraftverstärker und/oder der hydraulischen Bremskraftunterstützung einstellbar nach Maßgabe von weiteren Funktionen des Bremsenregelungssytems, wie Bremsassistenten und Fahrdynamikregelung (ESP). Die Einstellung kann beispielsweise mittels eines elektromagnetisch regelbaren Steuerventils im Unterdruckbremskraftverstärker erfolgen, mit dem die Druckdifferenz zwischen Arbeitskammer und Unterdruckkammer einstellbar ist. According to the invention, the strength of the Vacuum brake booster and / or the hydraulic Brake power assistance adjustable according to other functions of the brake control system, such as Brake assistants and vehicle dynamics control (ESP). The Setting can, for example, by means of a Electromagnetically adjustable control valve in the Vacuum brake booster with which the Pressure difference between the working chamber and the vacuum chamber is adjustable.
Es ist ebenso vorgesehen, dass die Auswertung der sensierten Drücke das Erkennen eines Ausfalls oder einer Störung der Bremskraftunterstützung durch den Unterdruckbremskraftverstärker mitumfasst. Wird ein Ausfall oder eine Störung erkannt, dann kann die hydraulischen Bremskraftunterstützung einstellbar entsprechend aktiviert werden, um die Fehlfunktion zumindest teilsweise zu kompensieren und es kann eine entsprechende Veränderung der Bremsregelung und/oder eine Fahrerwarnung durchgeführt werden. It is also provided that the evaluation of the sensed press the detection of a failure or one Disruption of the brake force support by the Vacuum brake booster included. Becomes a failure or a malfunction is detected, then the hydraulic Brake power assistance adjustable activated accordingly to at least partially correct the malfunction compensate and there can be a corresponding change in the Brake control and / or a driver warning performed become.
Die Erfindung wird anhand von Abbildungen (Fig. 1 bis Fig. 9) beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in greater detail with reference to figures (9 Fig. 1 to Fig.). Show it:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Unterdruckbremskraftverstärkers in einer ersten Stellung, Fig. 1 is a sectional view of a vacuum brake booster in a first position,
Fig. 2 einen Teilschnitt durch den Unterdruckbremskraftverstärker gemäß Fig. 1 in vergrößerter Darstellung, Fig. 2 is a partial sectional view of the vacuum brake force booster according to FIG. 1 in an enlarged scale;
Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines Unterdruckbremskraftverstärkers gemäß Fig. 1 in einer zweiten Stellung, Fig. 3 is a sectional view of a vacuum brake booster according to FIG. 1 in a second position,
Fig. 4 einen Teilschnitt durch den Unterdruckbremskraftverstärker gemäß Fig. 3 in vergrößerter Darstellung, Fig. 4 is a partial sectional view of the vacuum brake force booster according to FIG. 3 in an enlarged scale;
Fig. 5 eine Schnittdarstellung eines Unterdruckbremskraftverstärkers gemäß Fig. 1 in einer dritten Stellung, Fig. 5 is a sectional view of a vacuum brake booster according to FIG. 1 in a third position,
Fig. 6 einen Teilschnitt durch den Unterdruckbremskraftverstärkers gemäß Fig. 5 in vergrößerter Darstellung, Fig. 6 is a partial sectional view of the vacuum brake force booster according to FIG. 5 in an enlarged scale;
Fig. 7 eine Schnittdarstellung einer Sensoreinheit mit zwei Sensorelementen. Fig. 7 is a sectional view of a sensor unit with two sensor elements.
Fig. 8 eine Schnittdarstellung einer Sensoreinheit mit einem Sensorelement zur Bestimmung des Drucks in der Arbeitskammer. Fig. 8 is a sectional view of a sensor unit with a sensor element for determining the pressure in the working chamber.
Fig. 9 eine Schnittdarstellung einer Sensoreinheit mit einem Sensorelement zur Bestimmung des Drucks in der Unterdruckkammer. Fig. 9 is a sectional view of a sensor unit having a sensor element for determining the pressure in the vacuum chamber.
In den Fig. 1 bis 6 ist derselbe Bremskraftverstärker in verschiedenen Stellungen dargestellt und in Fig. 7 bis 9 ist ein Sensorelement in verschiedenen Ausführungsformen dargestellt. Die gezeigten Bauteile sind für die korrespondierenden Abbildungen im wesentlichen dieselben und erfüllen dieselben Funktionen, so dass auf wiederholte Beschreibung der Funktionen und Darstellung der Bezugszeichen verzichtet werden konnte. In Figs. 1 to 6, the same brake booster is illustrated in different positions and in Fig. 7 to 9, a sensor element is shown in various embodiments. The components shown are essentially the same for the corresponding illustrations and fulfill the same functions, so that repeated description of the functions and illustration of the reference symbols can be dispensed with.
Der in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte Unterdruckbremskraftverstärker weist ein Unterdruckgehäuse auf, das beispielsweise aus einem Topf 1 und einem Deckel 2 zusammengesetzt ist. Die beiden Gehäusehälften 1, 2 haben hier eine Doppelfunktion: Sie übertragen die Betätigungskräfte vom Pedal zum an den Bremskraftverstärker anschließenden Hauptbremszylinder (nicht dargestellt) und sie dienen als Unterdruckbehälter. Die Kraftübertragung erfolgt hier durch eine Zugankerkonstruktion. Durch ein mittig angeordnetes Zentralrohr 3 werden die beiden Flanschseiten des Gerätes starr miteinander verbunden. Das Gehäuse ist so von den Übertragungskräften entlastet und muss nur noch die Druckdifferenz zwischen Atmosphäre (Außenluft) und Unterdruck aufnehmen. Das Unterdruckgehäuse ist in eine Arbeitskammer 5 und eine Vakuumkammer 6 aufgeteilt. Dies erfolgt durch mit einer Steuernabe 4 axial bewegliche Gummimembran 7, 8 und Trennwand 9, 10. Durch die Anordnung des Zentralrohrs 4 ist diese zweiteilige Gummimembran 7, 8 und zweiteilige Trennwand 9, 10 erforderlich. Der Außenrand 11 der äußeren Membran 7 ist zwischen Topf und Deckel im Unterdruckgehäuse und der Innenrand 12 der inneren Membran 8 ist in der Steuernabe 4 dichtend festgeklemmt. Die Membran 7, 8 liegt auf der der Arbeitskammer 5 zugewandten Seite der Trennwand 9, 10 an diese an und dichtet somit die Vakuumkammer 6 von der Arbeitskammer 5 ab. Die Trennwand 10 wird formschlüssig an der der Kraftabgaberichtung 13 zugewandten Stirnseite der Steuernabe 4 gehalten. Dabei drückt die Trennwand 10 den Innenrand der Gummimembran 8 gegen die Steuernabe 4 fest an. Die Kraftabgabe erfolgt über ein Kraftabgabeglied 14, das sich über eine Reaktionsscheibe 15 an einer Stufe 16 abstützt. Auf der anderen Seite durchragt die Steuernabe 4 den Deckel 2 und ist zur Atmosphäre axial geöffnet über ein Filter 17. Mittels einer im Deckel formschlüssig eingesetzten Dichtung 18 wird die Arbeitskammer 5 zur Umgebung abgedichtet. The vacuum brake booster shown in FIGS. 1 and 2 has a vacuum housing, which is composed, for example, of a pot 1 and a cover 2 . The two housing halves 1 , 2 have a double function here: they transmit the actuation forces from the pedal to the master brake cylinder (not shown) connecting to the brake booster and they serve as a vacuum container. The power transmission takes place here through a tie rod construction. The two flange sides of the device are rigidly connected to one another by a centrally arranged central tube 3 . The housing is relieved of the transmission forces and only has to absorb the pressure difference between atmosphere (outside air) and negative pressure. The vacuum housing is divided into a working chamber 5 and a vacuum chamber 6 . This is done by means of a control hub 4 axially movable rubber membrane 7 , 8 and partition 9 , 10 . Due to the arrangement of the central tube 4 , this two-part rubber membrane 7 , 8 and two-part partition 9 , 10 is required. The outer edge 11 of the outer membrane 7 is clamped between the pot and the lid in the vacuum housing and the inner edge 12 of the inner membrane 8 is sealed in the control hub 4 . The membrane 7, 8 is on the working chamber 5 side facing the partition wall 9, 10 on it and thus seals the vacuum chamber 6 from the working chamber 5 from. The partition 10 is held in a form-fitting manner on the end face of the control hub 4 facing the force output direction 13 . The partition 10 presses the inner edge of the rubber membrane 8 firmly against the control hub 4 . The power is delivered via a power output member 14 , which is supported on a stage 16 via a reaction disk 15 . On the other hand, the control hub 4 projects through the cover 2 and is open axially to the atmosphere via a filter 17 . The working chamber 5 is sealed off from the environment by means of a seal 18 inserted in a form-fitting manner in the cover.
Die Kraftübertragung auf die Reaktionsscheibe 15 erfolgt über einen Ventilkolben. 19, der auf den Kugelkopf einer abgestuften Kolbenstange 20 beweglich, aber ohne axiales Spiel aufgeklemmt ist. Die Kolbenstange 20 durchragt einen Luftraum 21 und steht mit einem nicht dargestellten Betätigungspedal in Verbindung. Im Luftrum 21 ist ein von der Kolbenstange mit Spiel durchragtes Tellerventil 22 eingesetzt. The force transmission to the reaction disk 15 takes place via a valve piston. 19 , which is movable on the ball head of a stepped piston rod 20 , but is clamped without axial play. The piston rod 20 extends through an air space 21 and is connected to an actuation pedal, not shown. In the air space 21 , a poppet valve 22 which is penetrated by the piston rod with play is inserted.
Innerhalb des Tellerventils 22 ist eine Feder 23 eingesetzt, die sich an einer ersten Stufe 24 der Kolbenstange 20 abstützt und gegen den Ventilteller 25 gedrückt wird. Die Kolbenstange 20 wird durch eine andere, zwischen einer weiteren Stufe 26 der Kolbenstange 20 und einer Scheibe 27 wirkenden Feder 28 gegen die Kraftabgaberichtung 13 kraftbeaufschlagt, so dass der mit ihr mechanisch verbundene Ventilkolben 19 mit seiner ringförmigen Dichtkante 29 auf dem Ventilteller 25 dichtend zur Anlage kommt und so den Luftraum 21 zum Verstärkerinneren abtrennt. Um den Ventilkolben ist dabei ein Raum 36 abgetrennt, der über eine Öffnung 31 mit der Arbeitskammer 5 in Verbindung steht. Radial außen über einer Stufe 32 liegend, ist der Raum 30 über einen Kanal 33 in der Steuernabe 4 mit der Unterdruckkammer 6 verbunden. A spring 23 is inserted within the poppet valve 22 , which is supported on a first step 24 of the piston rod 20 and is pressed against the valve plate 25 . The piston rod 20 is acted upon by another spring 28 acting between a further step 26 of the piston rod 20 and a disk 27 against the force output direction 13 , so that the valve piston 19 mechanically connected to it with its annular sealing edge 29 on the valve plate 25 seals against the system comes and so separates the air space 21 to the amplifier interior. A space 36 is separated around the valve piston and communicates with the working chamber 5 via an opening 31 . Located radially on the outside above a step 32 , the space 30 is connected to the vacuum chamber 6 via a channel 33 in the control hub 4 .
Die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte Ruhestellung des Unterdruckbremskraftverstärkers wird durch die Feder 34 bestimmt, die die Trennwand 9, 10 bis zur Anlage der Gummimembran 7, 8 an den Deckel 2 des Unterdruckgehäuses gegen die Kraftabgaberichtung 13 schiebt. Bei Ruhestellung des Pedals wird durch Anlage der Dichtkante 29 des Ventilkolbens 19 auf dem Ventilteller 25 die Luftzufuhr zur Arbeitskammer 5 abgesperrt. Somit herrscht in der Arbeitskammer 5 ein Unterdruck (dargestellt durch schwach punktierten Raum in Fig. 1), da Arbeitskammer 5, wie in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt, über die Öffnungen 31, den Raum 30 und um die Stufe 32, den Kanal 33 mit der Unterdruckkammer 6 (dargestellt durch schwach punktierten Raum in Fig. 1) verbunden ist und da die Unterdruckkammer 6 über einen nicht dargestellten Anschluss mit einer kontinuierlich arbeitenden, nicht dargestellten Unterdruckquelle oder Vakuumquelle verbunden ist(dargestellt durch Pfeile 35). The rest position of the vacuum brake booster shown in FIG. 1 and FIG. 2 is determined by the spring 34 , which pushes the partition 9 , 10 until the rubber membrane 7 , 8 abuts the cover 2 of the vacuum housing against the direction of force output 13 . When the pedal is at rest, the air supply to the working chamber 5 is shut off by the sealing edge 29 of the valve piston 19 resting on the valve plate 25 . In the working chamber 5 thus there is a negative pressure (represented by weak dotted area in Fig. 1), since the working chamber 5, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, through the openings 31, the space 30 and the stage 32, the Channel 33 is connected to the vacuum chamber 6 (represented by weakly dotted space in Fig. 1) and since the vacuum chamber 6 is connected via a connection, not shown, to a continuously operating, not shown vacuum or vacuum source (represented by arrows 35 ).
Wie Fig. 1 zeigt, wird mit Hilfe einer Sensoreinheit 36 der Druck in der Arbeitskammer 5 und der Unterdruckkammer 6 gemessen. Ein erstes Sensorelement (hier nicht dargestellt) der Sensoreinheit 36 steht dazu über eine erste Öffnung 37 mit der Unterdruckkammer 6 in Verbindung und ein zweites Sensorelement (hier nicht dargestellt) steht mit der Arbeitskammer über eine zweite Öffnung 38 in einem Verbindungsröhrchen 39, welches die bewegliche Wand 9 durchdringt, in Verbindung. Anstatt des Verbindungsröhrchens 39 kann auch ein Schlauch oder eine ähnliche flexible Verbindungsleitung angeordnet sein. Die Sensoreinheit 36 kann von der Innenseite des Unterdruckbremskraftverstärkers oder von dessen Außenseite montiert werden. Im ersten Fall ist die Sensoreinheit 36 dem Bremskraftverstärkers fest zugehörend. Im Ersatzfall muss dann der gesamte Unterdruckbremskraftverstärkers getauscht werden. Daher ist die hier gezeigte Ausführungsform mit einer an der Außenseite angeordneten Sensoreinheit 36 bevorzugt. Vorzugsweise wird diese, wie in Fig. 1 gezeigt ist, an einem ausgangsseitigen Bereich des Unterdruckbremskraftverstärkers angeordnet. Das bedeutet an der Seite, in welche Richtung das Kraftabgabeglied 14 zur Bremsdruckerzeugung wirkt. In diesem speziellen Ausführungsbeispiel ist an dieser Seite auch ein Wegsensor 40 angeordnet. Dieser sensiert mit dem Stift 41 die Stellung bzw. den Weg der Trennwand 9. In der Regel wird der Wegsensor 40 aber nicht benötigt. Bevorzugte Ausführungsformen sind daher Unterdruckbremskraftverstärker ohne den hier gezeigten Wegsensor 40. As shown in FIG. 1, the pressure in the working chamber 5 and the vacuum chamber 6 is measured with the aid of a sensor unit 36 . For this purpose, a first sensor element (not shown here) of the sensor unit 36 is connected to the vacuum chamber 6 via a first opening 37 and a second sensor element (not shown here) is connected to the working chamber via a second opening 38 in a connecting tube 39 , which connects the movable one Wall 9 penetrates, in connection. Instead of the connecting tube 39 , a hose or a similar flexible connecting line can also be arranged. The sensor unit 36 can be mounted from the inside of the vacuum brake booster or from the outside thereof. In the first case, the sensor unit 36 is firmly associated with the brake booster. In the event of a replacement, the entire vacuum brake booster must then be replaced. Therefore, the embodiment shown here with a sensor unit 36 arranged on the outside is preferred. As shown in FIG. 1, this is preferably arranged on an outlet-side region of the vacuum brake booster. This means on the side in which direction the force output member 14 acts to generate brake pressure. In this special exemplary embodiment, a displacement sensor 40 is also arranged on this side. With the pin 41, the latter senses the position or the path of the partition 9 . As a rule, however, the displacement sensor 40 is not required. Preferred embodiments are therefore vacuum brake boosters without the displacement sensor 40 shown here.
In der dargestellten Stellung wird durch die Sensoreinheit 36 kein Unterschied zwischen dem durch das erste und zweite Sensorelement gemessenen Druck ermittelt, da die Verbindung zur Außenluft unterbrochen ist und der Kanal zur Unterdruckkammer geschlossen ist. Diese Stellung entspricht einer Ruhestellung bzw. Lösestellung des Unterdruckbremskraftverstärkers. In the position shown, the sensor unit 36 does not determine any difference between the pressure measured by the first and second sensor elements, since the connection to the outside air is interrupted and the duct to the vacuum chamber is closed. This position corresponds to a rest position or release position of the vacuum brake booster.
Wird das Pedal betätigt und somit die Kolbenstange 20 und der Ventilkolben 19 verschoben, so wird das Tellerventil 22 bis zur Anlage des Ventiltellers 25 an der Stufe 32 der Bewegung folgen. Der Kanal 33 ist dann vom übrigen Raum 30 abgetrennt, die Unterdruckkammer 6 und die Arbeitskammer 5 stehen nicht mehr miteinander in Verbindung. Im weiteren Verlauf der Bewegung wird auch die Verbindung zur Außenluft durch das Tellerventil 25 geöffnet und der Unterdruck beginnt sich hinter der Membran 7, 8 abzubauen. Durch einen sich aufbauenden hydraulischen Druck in einem Hauptbremszylinder, der sich an den Unterdruckbremskraftverstärker in Kraftabgaberichtung 13 anschließt, kommen die Kolben im Hauptbremszylinder sowie das Kraftabgabeglied 13 und, durch die Reaktionsscheibe 15 übertragen, auch der Ventilkolben 19 zum Stillstand. Gleichzeitig schließt sich das Tellerventil 25 und unterbindet dadurch die weitere Außenluftzufuhr. Die jetzt erreichte Bereitschaftsstellung den ist in der Fig. 3 und Fig. 4 dargestellt. If the pedal is actuated and thus the piston rod 20 and the valve piston 19 are displaced, the poppet valve 22 will follow the movement until the valve disc 25 abuts the step 32 . The channel 33 is then separated from the rest of the space 30 , the vacuum chamber 6 and the working chamber 5 are no longer in communication. In the further course of the movement, the connection to the outside air is opened by the poppet valve 25 and the negative pressure begins to decrease behind the membrane 7 , 8 . Due to a hydraulic pressure building up in a master brake cylinder, which connects to the vacuum brake booster in the power output direction 13 , the pistons in the master brake cylinder and the power output member 13 and, transmitted through the reaction disk 15 , also the valve piston 19 come to a standstill. At the same time, the poppet valve 25 closes and thereby prevents the further supply of outside air. The stand-by position the now reached is illustrated in Fig. 3 and Fig. 4.
In der Bereitschaftsstellung oder Teilbremsstellung bewirkt jede geringfügige Änderung der Pedalkraft eine Vergrößerung oder Verkleinerung der Druckdifferenz auf beiden Seiten der Trennwand 9, 10 und über den Hauptbremszylinder eine Erhöhung oder Reduzierung des hydraulischen Drucks im Bremssystem und damit eine Abbremsung. Der Druckunterschied zwischen Arbeitskammer 5 (dargestellt durch stärker punktierten Raum in Fig. 3) zur Unterdruckkammer 6 (dargestellt durch schwach punktierten Raum in Fig. 3) wird durch die Sensoreinheit 36 mittels der zugehörigen Sensorelemente ermittelt. Die Sensoreinheit 36 erzeugt ein für die Druckdifferenz charakteristisches Signal. Dieses wird über eine Leitung 42 einer Steuereinheit 43 zugeführt. Auch das Signal des Wegsensors 40 wird über eine Leitung 44 die Steuereinheit 43 zugeführt und ausgewertet. Nach Maßgabe der Auswertung ist ein Ansteuersignal für eine aktive hydraulische Bremskraftunterstützungseinheit im Sinne eines Aufbaus eines zusätzlichen Bremsdrucks erzeugbar, falls der allein durch den Unterdruckbremskraftverstärker im Hauptbremszylinder erzeugte Bremsdruck zu gering ist. In the standby position or partial braking position, every slight change in the pedal force causes an increase or decrease in the pressure difference on both sides of the partition 9 , 10 and, via the master brake cylinder, an increase or reduction in the hydraulic pressure in the brake system and thus a braking. The pressure difference between the working chamber 5 (represented by more dotted space in FIG. 3) and the negative pressure chamber 6 (represented by weakly dotted space in FIG. 3) is determined by the sensor unit 36 using the associated sensor elements. The sensor unit 36 generates a signal that is characteristic of the pressure difference. This is fed to a control unit 43 via a line 42 . The signal from the displacement sensor 40 is also fed to the control unit 43 via a line 44 and evaluated. According to the evaluation, a control signal for an active hydraulic brake force support unit can be generated in the sense of building up an additional brake pressure if the brake pressure generated by the vacuum brake booster in the master brake cylinder alone is too low.
Wird das Pedal weiter niedergedrückt, so wird ein Teil der Kraft über die Reaktionsscheibe 15 direkt auf das Kraftabgabeglied 14 geleitet, gleichzeitig wird sich aber die Dichtkante 29 des Ventilkolbens 19 vom Ventilteller 25 abheben und den Raum 30 mit dem Luftraum 21 und somit mit der Atmosphäre verbinden. Dies ist in der Fig. 5 und Fig. 6 gezeigt. Nun strömt Luft aus der Atmosphäre (Pfeile 45 in Fig. 5) in axialer Richtung durch das Tellerventil 25 (Pfeile 46 in Fig. 6) und dann in den Raum 30 und von hier aus durch die Öffnung 331 in die Arbeitskammer 5. Die entstehende Druckdifferenz von Arbeitskammer 5 zur Unterdruckkammer 6 versucht, die Trennwand 9, 10 in Kraftabgaberichtung 13 zu verschieben. Der Druck in Raum 21 (Atmosphärendruck) entspricht nun dem Druck in der Arbeitskammer 5 (dargestellt durch stark punktierte Räume in Fig. 5), während der Druck der Unterdruckkammer einem aufgrund der angeschlossenen Unterdruckquelle erzeugten Unterdruck entspricht (dargestellt durch den schwach punktierten Raum in Fig. 5). Alle auftretende Kräfte werden von der Trennwand 10 auf das Kraftabgabeglied 14 übertragen. Die Steuernabe 4 bleibt frei von diesen Betätigungskräften. If the pedal is depressed further, part of the force is directed via the reaction disk 15 directly to the force output member 14 , but at the same time the sealing edge 29 of the valve piston 19 will lift off the valve plate 25 and the space 30 with the air space 21 and thus with the atmosphere connect. This is shown in Fig. 5 and Fig. 6. Air now flows from the atmosphere (arrows 45 in FIG. 5) in the axial direction through the poppet valve 25 (arrows 46 in FIG. 6) and then into the space 30 and from here through the opening 331 into the working chamber 5 . The resulting pressure difference from the working chamber 5 to the vacuum chamber 6 tries to move the partition 9 , 10 in the direction of force 13 . The pressure in room 21 (atmospheric pressure) now corresponds to the pressure in working chamber 5 (represented by heavily dotted spaces in FIG. 5), while the pressure in the vacuum chamber corresponds to a negative pressure generated by the connected vacuum source (represented by the weakly dotted space in FIG . 5) . 5). All occurring forces are transmitted from the partition 10 to the force output member 14 . The control hub 4 remains free of these operating forces.
Der durch die Sensoreinheit 36 ermittelte Druckunterschied zwischen Arbeitskammer 5 (stark punktierter Raum) zur Unterdruckkammer 6 (schwach punktierter Raum) ist maximal. Dies entspricht einer Vollbremsstellung des Unterdruckbremskraftverstärkers. Die maximal mögliche Unterstützungskraft des Unterdruckbremskraftverstärkers ist gegeben; der Aussteuerpunkt ist erreicht. Eine weitere Erhöhung der Kraft auf den Hauptbremszylinderkolben, der sich an das Kraftabgabeglied 13 anschließt, ist nur durch eine noch größere Pedalkraft durch den Fahrer möglich. Die Sensoreinheit 16 erzeugt ein für diese Druckdifferenz charakteristisches Signal, welches das Erreichen des Aussteuerpunkts anzeigt. Da die maximal mögliche Unterstützungskraft des Unterdruckbremskraftverstärkers bei einer weiteren Anforderung des Fahrers an einer Bremsdruckerhöhung nicht ausreicht, erzeugt die Steuereinheit 43 dann ein Ansteuersignal für eine aktive hydraulische Bremskraftunterstützung im Sinne eines Aufbaus eines zusätzlichen Bremsdrucks. The pressure difference between the working chamber 5 (heavily dotted space) and the vacuum chamber 6 (weakly dotted space) determined by the sensor unit 36 is maximum. This corresponds to a full braking position of the vacuum brake booster. The maximum possible support force of the vacuum brake booster is given; the control point has been reached. A further increase in the force on the master brake cylinder piston, which adjoins the force output member 13 , is only possible through an even greater pedal force by the driver. The sensor unit 16 generates a signal which is characteristic of this pressure difference and which indicates that the modulation point has been reached. Since the maximum possible support force of the vacuum brake booster is not sufficient when the driver requests the brake pressure to increase further, the control unit 43 then generates a control signal for active hydraulic brake force support in the sense of building up an additional brake pressure.
Für bestimmte Systeme kann der Unterdruckbremskraftverstärker auch ein elektronisch geregeltes Ventil aufweisen, mit dem eine auf die Trennwand 9, 10 einwirkende Druckdifferenz gesteuert wird (aktiver Booster, hier nicht dargestellt). For certain systems, the vacuum brake booster can also have an electronically controlled valve with which a pressure difference acting on the partition 9 , 10 is controlled (active booster, not shown here).
In der Fig. 7 bis Fig. 9 ist die Sensoreinheit 36 in Schnittbildern dargestellt. In FIG. 7 to FIG. 9, the sensor unit is shown in sectional images 36th
Bei der Sensoreinheit 36 nach Fig. 7 wird über ein erstes Sensorelement 50 der Druck der Unterdruckkammer 6 und über ein zweites Sensorelement 51 der Druck in der Arbeitskammer 5 sensiert. Ein Grundkörper bzw. ein gemeinsames Gehäuse 52 der Sensoreinheit 36 ist hier mit dem Verbindungsröhrchen 39, welches die Trennwand (siehe Fig. 1,3,5) durchdringt, über die Öffnung 38, mit der Arbeitskammer 5 verbunden. Anstatt eines Verbindungsröhrchens flexible Verbindungsleitung, z. B. Schlauch, vorgesehen werden. Die Sensoreinheit wird z. B. an dem hauptbremszylinderseitigen Topf 1 angebracht, dessen Inneres über eine elastische Dichtung 53 vakuumdicht abgedichtet wird, indem die Topfwandung 54 zwischen einer Kante 55 des Gehäuses 52 und der Dichtung 53 eingespannt wird. Die Montage kann vorteilhaft durch einen Schraubring 56 erfolgen, der die Dichtung 53 gegen die Wandung 54 des Topfes 1 und gegen die Kante 55 presst. Die einzelnen Druckelemente 50, 51 können je nach Bedarf die Druckdifferenz oder den Absolutdruck sensierten. Die elektrische Verbindung zu der elektronischen Regeleinheit 43 der Fahrzeugbremsanlage oder einem anderen Steuergerät kann mittels nur einer Steckverbindung 57 hergestellt werden. Die Steckverbindung 57 weist mindestens 3 Pins 58, 59, 60, vorzugsweise aber 4 Pins, auf. Bei der gezeigten Sensoreinheit wird als Bezugsdruck der Atmosphärendruck gemessen, indem über eine Öffnung 61 eine Verbindung zur umgebenden Atmosphäre hergestellt ist. In the sensor unit 36 of FIG. 7, the pressure of the negative pressure chamber 6 and a second sensor element 51, the pressure in the working chamber 5 is sensed by a first sensor member 50. A base body or a common housing 52 of the sensor unit 36 is here connected to the connecting tube 39 , which penetrates the partition (see FIGS. 1, 3, 5 ), to the working chamber 5 via the opening 38 . Instead of a connecting tube flexible connecting line, e.g. B. hose can be provided. The sensor unit is e.g. B. attached to the master cylinder-side pot 1 , the interior of which is vacuum-tightly sealed by an elastic seal 53 by clamping the pot wall 54 between an edge 55 of the housing 52 and the seal 53 . The assembly can advantageously be carried out by a screw ring 56 which presses the seal 53 against the wall 54 of the pot 1 and against the edge 55 . The individual pressure elements 50 , 51 can sense the pressure difference or the absolute pressure as required. The electrical connection to the electronic control unit 43 of the vehicle brake system or another control device can be established by means of only one plug connection 57 . The plug connection 57 has at least 3 pins 58 , 59 , 60 , but preferably 4 pins. In the sensor unit shown, the atmospheric pressure is measured as the reference pressure by establishing a connection to the surrounding atmosphere via an opening 61 .
In der Fig. 8 und Fig. 9 weist die Sensoreinheit 36 im Gegensatz zur nach Fig. 7 nur ein Sensorelement auf, das entweder den Druck in der Arbeitskammer 5 (51 in Fig. 8) oder den Druck der Unterdruckkammer 6 (50 in Fig. 9) sensiert. Der Aufbau entspricht im übrigen im wesentlichen der in Fig. 7 gezeigten Sensoreinheit und wird daher hier nicht näher erläutert. Dieselben Bauteile sind daher auch hier mit denselben Bezugszeichen versehen. In FIG. 8 and FIG. 9 36 7, the sensor unit, in contrast to in Fig., Only one sensor element which either the pressure in the working chamber 5 (51 in FIG. 8) or the pressure of the negative pressure chamber 6 (50 in FIG . 9) senses. The structure essentially corresponds to the sensor unit shown in FIG. 7 and is therefore not explained in more detail here. The same components are therefore provided with the same reference numerals here.
Bevorzugt ist aber die Ausführung mit zwei Sensorelementen 50, 51 gemäß Fig. 7 in einem Gehäuse. Denn dieser "Doppel- Drucksensor" kann während der gesamten Prozesskette vom Hersteller der Sensoreinheit über den Hersteller des Unterdruckbremskraftverstärkers bis zum Fahrzeughersteller wie ein Sensor behandelt werden, obwohl die Funktionalität von zwei Drucksensoren gegeben ist, die an stark unterschiedlichen Stellen im Bremskraftverstärker den Druck sensierten. Dadurch ergeben sich Kostenvorteile, da nur ein Bauteil ausreicht, sowie Montagevorteile, da mit nur einer Steckverbindung ein Anschluss der Sensoreinheit möglich ist. Auch für das Packaging ist die Bauform und Anordnung der Sensoreinheit 36 nach Fig. 7 vorteilhaft. Auf der Seite des Hauptbremszylinders steht in den heutigen Fahrzeugen in der Regel ein größerer Bauraum zur Verfügung als an der Pedalseite eines Unterdruckbremskraftverstärkers, so dass die hauptbremszylinderseitige Anordnung bevorzugt ist. Aber auch im Motorraum heutiger Fahrzeuge steht immer weniger Bauraum zur Verfügung. Daher ist besonders bevorzugt ein gemeinsames Gehäuse 52 für das erste Sensorelement 50 und das zweite Sensorelement 51 vorgesehen, das Einheiten zur elektronischen Auswertung oder Verarbeitung der Sensorsignale, z. B. elektronische Schaltungen, selbst nicht aufweist, so dass eine möglichst kompakte Bauform realisiert werden kann. Eine weitere Verringerung des Platzbedarfs im Motorraum wird durch die zumindest teilweise Integration des Gehäuses 52 in das Unterdruckgehäuse, insbesondere die Unterdruckkammer, erzielt. However, the embodiment with two sensor elements 50 , 51 according to FIG. 7 in a housing is preferred. Because this "double pressure sensor" can be treated like a sensor during the entire process chain from the manufacturer of the sensor unit to the manufacturer of the vacuum brake booster to the vehicle manufacturer, although the functionality is provided by two pressure sensors that sensed the pressure at very different points in the brake booster. This results in cost advantages, since only one component is sufficient, and assembly advantages, since it is possible to connect the sensor unit with only one plug connection. The design and arrangement of the sensor unit 36 according to FIG. 7 is also advantageous for the packaging. In today's vehicles, there is generally a larger installation space on the side of the master brake cylinder than on the pedal side of a vacuum brake booster, so that the arrangement on the master brake cylinder side is preferred. However, less and less installation space is also available in the engine compartment of today's vehicles. Therefore, a common housing 52 is particularly preferably provided for the first sensor element 50 and the second sensor element 51 , which units for electronic evaluation or processing of the sensor signals, for. B. electronic circuits, itself does not have, so that the most compact design can be realized. A further reduction in the space requirement in the engine compartment is achieved by the at least partial integration of the housing 52 into the vacuum housing, in particular the vacuum chamber.
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