CN101132959A - 用于识别真空制动力放大器的控制点的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于确定具有通过隔膜(7)而相互分隔开的真空腔(1)和工作腔(2)的真空制动力放大器(8)的控制点(11)的装置。当借助压力传感器(9)来测量存在于真空腔(1)中的真空并且由分析电子装置(15)来分析压力传感器(9)的输出信号时，可以简单并且准确地识别控制点(11)的达到，其中该分析电子装置(15)借助数学函数仅仅在考虑存在于真空腔(1)中的压力的情况下来计算控制点(11)。

Description

用于识别真空制动力放大器的控制点的方法
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的、用于确定真空制动力放大器的控制点的装置以及一种根据权利要求3的前序部分的相应方法。
真空制动力放大器用于放大施加在汽车的脚制动踏板上的制动力。由于它们的简单而成本低的结构，它们在汽车中是最普遍的放大器类型。
图1示出如从现有技术已知的传统的真空制动力放大器(UBKV)的示意图。UBKV主要包括工作腔2、具有真空接头3的真空腔1、和将两个腔1、2互相分隔开的隔膜7。在真空接头3上连接有(没有示出的)真空源，该真空源例如由内燃机驱动并且在真空腔中1产生预先给定的真空。在UBKV 8的中央区域中布置有执行两种功能的双阀门4，即a)将工作腔2与真空腔1分隔开或将两个腔1、2互相连接，和b)给工作腔2通风或将工作腔2与环境空气分隔开。
在未被制动的状态下，真空腔1和工作腔2之间的连接是开放的。因此在两个腔1、2中存在着相同的真空。在操作脚制动踏板时将两个腔1、2互相分隔开，并且给工作腔2通风。根据通过活塞杆6所施加的制动力F，在真空腔1中的真空和环境压力之间出现压力水平。由压差所产生的对工作隔膜7的力在此放大施加在制动踏板上的制动力。由UBKV 8所产生的辅助力分量主要取决于UBKV 8的设计构造和存在于真空腔1中的真空。在松开制动踏板之后中断与环境空气的通风并且重新打开腔阀门。由此由真空源给两个腔1、2施加真空。
图2示出UBKV 8的一种典型的传输特性曲线，该传输特性曲线通过在脚制动踏板上所施加的力F来描绘在制动***中起作用的制动压力p(预压力(Vordruck))。从用于操作机械元件所需要的预先给定的最小力F0起，UBKV 8开始工作，并且然后随着增加的制动力F而线性地放大制动压力p。在此用k表示放大系数。在特性曲线的线性范围内，辅助力分量持续不断地增加到控制点11(AP)为止。在控制点11中达到了工作腔2和真空腔1之间的最大压差。在工作腔2中于是存在着环境空气压力。在脚制动踏板上的制动力F还继续上升时，仅仅还不加放大地提高制动压力p。
通常，传统的UBKV 8被设计，使得即使在脚制动踏板的最大操作时也不或不显著超出控制点11。然而，在尺寸太小的UBKV 8的情况下或者在真空腔1中真空供应不充足的情况下，控制点11′位于阻塞压力水平14之下。在此情况下，制动力F仅仅还被线性地放大到控制点AP′为止，并且此后仅仅还不加放大地被传输(线13)。这导致在超出控制点AP′之后制动力的继续提高需要制动踏板上的显著提高的力花费。
为了消除该问题，已知的是，在达到控制点11时转换到液压放大，并且激活行驶动力调节***(例如ESP)的液压动力源，以便附加地建立制动压力。为此需要准确地识别控制点，并且在正确的时刻转换到液压放大。
从现有技术中已知，借助布置在工作腔2中的压力传感器和布置在真空腔1中的压力传感器来测量工作腔2和真空腔1之间的压差，并且在达到压差的最大值时转换到液压放大。然而为此需要两个压力传感器。这是相对昂贵的。
因此，本发明的任务是以较少的传感器花费来识别控制点。
根据本发明，该任务通过在权利要求1中以及在权利要求3中所说明的特征来解决。本发明的其它的扩展方案是从属权利要求的主题。
本发明的主要思想在于，只在真空腔中设置压力传感器，并且借助数学函数仅仅根据真空腔压力来计算控制点。在真空制动力放大器的工作腔中优选地不设置压力传感器。
如果存在于制动***中的制动压力(该制动压力例如可以借助预压力传感器来测量)达到所计算的控制点，则优选地自动转换到液压放大，或者去激活液压放大。控制点借助数学函数的计算具有主要优点：可以在仅仅使用唯一的压力传感器的情况下确定控制点。因此可以实现气动放大和液压放大之间的对于驾驶员来说不再能觉察到的过渡。
用于计算控制点的数学函数pap优选地是以下形式的直线方程：
pap＝m·pv+b
其中pAP表示控制点中的制动压力，pv表示存在于真空腔中的真空，以及m、b表示两个变量。
变量m、b依赖于真空制动力放大器的构造，并且必须首先针对每种类型单独地被校准。为此在测试运行中优选地执行以下校准方法：
首先给工作腔通风，并且建立工作腔和真空腔之间的压差，直至可靠地超出控制点为止。此后又消除压差，其中分析真空腔压力传感器的输出信号。控制点正好位于真空腔中的压力曲线具有最小值的地方。然后存储存在于控制点中的真空以及制动压力(例如预压力)，其中两个值(真空腔压力；制动压力)形成第一值对。然后在不同的真空腔压力的情况下至少第二次重复所述方法步骤。由此得到至少一个第二值对(真空腔压力；制动压力)。利用两个值对明确地确定上述直线方程，并且能够计算出参数m、b。
在车辆的行驶运行中根据真空腔压力优选定期地重新计算控制点pap。如果在制动机动动作时制动压力达到所计算的控制点，则可以正好在正确的时刻激活或去激活液压制动力放大。
用于计算控制点的函数优选地被存放在控制设备中，并且由该控制设备来计算。优选地将控制设备与布置在真空腔中的压力传感器和用于测量制动压力的预压力传感器相连接。
以下借助附图示例性地更详细地阐述本发明。
图1示出从现有技术中已知的真空制动力放大器的示意图；
图2示出真空制动力放大器的典型的放大特性曲线；
图3示出不同的特征量的曲线；以及
图4示出校准方法的主要的方法步骤。
图1示出从现有技术中已知的真空制动力放大器8(UBKV)。关于技术说明，请参阅说明书引言。不同于已知的UBKV，所示出的UBKV 8包括用于确定控制点11的传感器装置。该传感器装置包括布置在真空腔1中的压力传感器9，该压力传感器9的输出信号由控制设备15来分析。控制设备15借助数学函数来计算控制点11，该数学函数借助直线方程来近似UBKV 8的放大特性，其中：
pap＝m·pv+b
适用，其中pAP表示控制点中的制动压力，pv表示存在于真空腔中的真空，以及m、b表示两个变量。
如果存在于制动***中的制动压力p等于所计算的值pAP，则达到了控制点。在此情况下，例如可以激活或去激活(没有示出的)液压动力源，以便自动接通或关断制动压力p的液压放大，使得制动压力p分布在直线16上(参见图2)。例如借助同样与控制设备15相连接的预压力传感器17来测量存在于制动***中的制动压力p。由此不中断连续的制动力放大。
图3示出制动***中的不同的压力曲线，其中参考符号20表示真空腔1中的压力曲线(压力传感器9的输出信号)，参考符号21表示工作腔压力，以及参考符号22表示制动压力(预压力)。在此，空气压力20、21是相对于位于工作腔压力21的上平稳段的高度上的环境压力画出的。下面还要更详细地评论压力曲线。
放大器函数的变量m、b在放大器之间是不同的，并且首先必须被校准。这可以借助例如在图4中所示出的校准方法来执行。
在步骤25中首先给工作腔2通风并且提高两个腔1、2之间的压差，直至可靠地超出控制点11为止。这在图3中借助工作腔压力21中的平稳段(Plateau)的达到来显示，在该平稳段中压力等于环境空气压力。
此后在步骤26中又消除压差，并且同时分析压力传感器9的输出信号(特性曲线20)。在此在从上向下的反向方向上经过图2的放大特性曲线。由于制动力的减小，首先扩大真空腔1的容积，而真空腔1中的压力20下降。通过压力曲线20的最小值23来表征控制点11的达到。正好在最小值23打开腔1、2之间的阀门4，由此实现腔1、2之间的压力平衡。这又导致真空腔1中的压力20的上升。(由于在该实例中缺少的真空源，真空腔压力20保持在该水平上)。
在步骤27中通过信号分析来检测压力曲线20的最小值23。
然后在步骤28中存储在控制点11中存在的真空腔压力20以及在该时刻在制动***中存在的制动压力p。此后，重复上述方法步骤至少一次并且测量新的值对(真空腔压力；制动压力)。利用两个值对，明确地确定上述函数，使得能够计算出参数m、b。
因此可以在车辆运行时随时准确地识别控制点pAP，其中仅仅必须考虑存在于真空腔1中的真空。可以舍弃UBKV 8的工作腔2中的附加的压力传感器。
参考符号清单
1    真空腔
2    工作腔
3    真空接头
4    双阀门
5    压力杆
6    活塞杆
7    工作隔膜
8    真空制动力放大器
9    压力传感器
10   制动压力传感器
11   控制点
12   未被放大的区域
13   在真空减小的情况下未被放大的区域
14   阻塞制动压力
15   控制设备
16   放大直线
20   真空腔中的压力
21   工作腔中的压力
22   制动压力曲线
25-28方法步骤
p    制动压力

Claims (7)

1.用于确定具有通过隔膜(7)而相互分隔开的真空腔(1)和工作腔(2)的真空制动力放大器(8)的控制点(11)的装置，其特征在于：
-布置在所述真空腔(1)中的压力传感器(9)，和
-与所述压力传感器(9)相连接的分析电子装置(15)，该分析电子装置(15)借助数学函数仅仅基于存在于所述真空腔(1)中的压力来计算所述控制点(11)。
2.按权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述真空制动力放大器(8)的工作腔(2)中不设置压力传感器。
3.用于确定真空制动力放大器(8)的控制点(11)的方法，其特征在于以下步骤：
-借助压力传感器(9)来测量存在于真空腔(1)中的压力，
-借助数学函数仅仅基于存在于所述真空腔(1)中的压力来计算所述控制点(11)。
4.按权利要求3所述的方法，其特征在于，所述数学函数具有多个借助校准方法来校准的参数(m，b)，在该校准方法中在第一步骤中提高工作腔(2)和真空腔(1)之间的压差，直至可靠地超出所述控制点(11)为止，此后又消除所述压差，其中分析所述压力传感器(9)的输出信号并且检测所述控制点(11)，并且存储在控制点(11)上存在于真空腔(1)中的真空以及制动压力，以便校准所述参数(m，b)。
5.按权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述压力传感器(9)的压力信号(20)具有最小值(23)时，检测到所述控制点(11)。
6.按权利要求3至5之一所述的方法，其特征在于，所述数学函数如下：
pap＝m·pv+b。
7.按权利要求4所述的方法，其特征在于，执行在权利要求4中所述的方法步骤至少两次。
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