Bremsanlage für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem regelbaren pneumatischen Bremskraftverstärker sowie einem Hauptbremszylinder, wobei das Steuerventil des Brems-kraftverstärkers einerseits mittels eines Betätigungspedals betätigbar und andererseits unabhängig vom Fahrerwillen mittels eines Elektromagneten ansteuerbar ist, mit einer Anordnung zum Ermitteln der am Betätigungspedal wirkenden Betätigungskraft, sowie mit einem elektronischen Regler, dessen Steuersignale der Ansteuerung des Elektromagneten dienen.
Bei einer kombinierten Betätigung des Bremskraftverstärkers durch die Fremdansteuerung und die auf das Betätigungspedal einwirkende Betätigungskraft ist bei einigen denkbaren Anwendungen, z. B. einer Fahrstabilitätsregelung, die Kenntnis der Betätigungskraft erforderlich.
Durch die DE 33 25 854 C2 ist ein Bremsregler zum Regeln einer Fahrzeugbremsanlage bekannt geworden, der mit einem unabhängig vom Fahrerwillen vorzugsweise elektrisch ansteuerbaren Brems-kraftverstärker zusammenwirkt. Die erwähnte elektrische An-steuerung erfolgt mittels eines außerhalb des Bremskraftver-stärkers angeordneten Regelventils, das einen im Verstärker-gehäuse einsteuerbaren pneumatischen Differenzdruck beeinflußt und dem Steuersignale einer Datenverarbeitungsanlage zugeführt

werden, die als Eingangsgrößen Signale zweier Sensoran-ordnungen verarbeitet. Die erste Sensoranordnung besteht aus einem Geschwindigkeitssensor, dessen Signale differenziert werden, um die Fahrzeugverzögerung zu ermitteln. Die zweite Sensoranordnung wird durch einen Kraftsensor gebildet, der der Ermittlung der an einem Betätigungspedal wirkenden Betätigungskraft dient. Die Datenverarbeitungsanlage enthält statische Kennlinien, aus denen Sollwerte der Verzögerung ermittelt werden.
Weniger vorteilhaft anzusehen ist bei dem vorbekannten Regler die Verwendung des Kraftsensors zur Ermittlung der erwähnten Betätigungskraft, der in der Betätigungsstange des Brems-kraftverstärkers eingebaut werden muß. Der Einbau des Kraft-ensors ist einerseits mit einem hohen konstruktiven Aufwand und andererseits mit Problemen verbunden, die auf einen begrenzten Einbauraum zurückzuführen sind.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung Maßnahmen vorzuschlagen, die eine indirekte Ermittlung der auf das Betätigungspedal einwirkenden Betätigungskraft ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anordnung durch einen ersten Sensor zum Ermitteln des im Hauptbremszylinder eingesteuerten hydraulischen Druckes, einen zweiten Sensor zum Ermitteln des im Bremskraftverstärker eingesteuerten pneumatischen Differenzdruckes sowie den elektronischen Regler gebildet ist, der aus den von den Sensoren gelieferten Signalen ein drittes Signal berechnet, das die Betätigungskraft repräsentiert.




Die Berechnung des dritten Signals erfolgt dabei vorzugsweise nach der im Anspruch 2 aufgeführten Formel.

Fped = F(THZ) - F(Verst.) - F(Stör) == Phyd * A(THZ) - Pdiff * A(bW) - F(Stör)

wobei mitF(THZ) die auf den Hauptzylinderkolben wirkende Ausgangskraft des Bremskraftverstärkers,F (Verst.) die Verstärkungskraft des BremskraftverstärkersPhyd der im Hauptbremszylinder eingesteuerte hydraulische Druck,Pdiff der im Bremskraftverstärker eingesteuerte pneumatische Differenzdruck ,A(THZ) die Fläche des Hauptzylinderkolbens,A(bW) die aktive Fläche einer die Verstärkungskraft des Bremskraftverstärkers aufbringenden beweglichen Wand undF(Stör) im System auftretende Stör- bzw. Verlustkräftebezeichnet sind.
In der Zeichnung zeigt die einzige Figur eine Ausführung der erfindungsgemäßen Bremsanlage in schematischer Darstellung.
Die in der Zeichnung lediglich schematisch dargestellte erfindungsgemäße Bremsanlage für Kraftfahrzeuge weist eine Betätigungseinheit 1 sowie einen elektronischen Regler 6 auf. Die Betätigungseinheit 1 besteht aus einem mittels eines

Betätigungspedals 4 betätigbaren pneumatischen Bremskraft-verstärker, vorzugsweise einem Unterdruckbremskraftverstärker 2 , dem ein Hauptbremszylinder, vorzugsweise ein Tandemhaupt-zylinder 3 , nachgeschaltet ist, an dessen nicht gezeigte Druckräume über hydraulische Leitungen 9 , 10 nicht darge-stellte Fahrzeugbremsen angeschlossen sind. An das Betäti-gungspedal 4 ist eine Betätigungsstange 5 angekoppelt, die eine Betätigung eines lediglich schematisch angedeuteten Steuerventils 19 ermöglicht, das den Aufbau eines pneu-matischen Differenzdruckes im Gehäuse des Unterdruckbrems-kraftverstärkers 2 steuert. Ein durch Steuersignale des elektronischen Reglers 6 ansteuerbarer Elektromagnet 20 ermöglicht dabei eine vom Fahrerwillen unabhängige Betätigung bzw. Fremdbetätigung des Steuerventils 19 . Eine nicht gezeigte bewegliche Wand teilt den Innenraum des Verstärkergehäuses in eine Unterdruckkammer sowie eine Arbeitskammer, wobei die Unterdruckkammer in ständiger Verbindung mit einer geeigneten Unterdruckquelle steht, während die Arbeitskammer durch Betätigung des Steuerventils 19 in Verbindung mit der Atmosphäre gebracht wird.
Es ist bekannt, daß bei der Betätigung des Unterdruck-bremskraftverstärkers 2 in den Druckräumen des Tandemhaupt-zylinders 3 ein hydraulischer Druck aufgebaut wird, der über die erwähnten Leitungen 9 , 10 den Fahrzeugbremsen zugeführt wird. Um eine Information über den im Hauptzylinder 3 einge-steuerten Druck zu erhalten ist ein Drucksensor 7 vorgesehen, der vorzugsweise an den Sekundärdruckraum des Hauptbrems-zylinders 3 angeschlossen ist und dessen Signal Phyd dem elektronischen Regler 6 zugeführt wird. Ein zweites, den im Verstärkergehäuse bei der Betätigung sich auf bauenden pneu-matischen Differenzdruck repräsentierendes Signal Pdiff, das

ebenso dem Regler 6 zur Verfügung gestellt wird, wird von einem an die beiden Kammern des Unterdruckbremskraftver-stärkers 2 angeschlossenen Differenzdrucksensor 8 geliefert, der beispielsweise direkt an der beweglichen Wand des Unter-druckbremskraftverstärkers 2 montiert werden kann. Aus beiden Signalen Phyd und Pdiff wird im elektronischen Regler 6 die am Bremspedal 4 eingeleitete Betätigungskraft Fped indirekt ermittelt bzw. nach der folgenden Formel berechnet:

Fped = F(THZ) - F(Verst.) - F(Stör) == Phyd * A(THZ) - Pdiff * A(bW) - F(Stör).




Mit A(THZ) ist dabei die Fläche des Hauptzylinderkolbens bezeichnet, während A(bW) die aktive Fläche der vorhin erwähnten, die Verstärkungskraft des Bremskraftverstärkers aufbringenden beweglichen Wand bedeutet. Mit F(Stör) sind schließlich sämtliche im System auftretenden Stör- bzw. Verlustkräfte, wie z. B. Reibungskräfte und insbesondere der Einfluß einer die bewegliche Wand entgegen der Betätigungs-richtung vorspannenden, nicht gezeigten Rückstellfeder bezeichnet.