DE112011102270B4

DE112011102270B4 - Betätigungsvorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Bremsanlage

Info

Publication number: DE112011102270B4
Application number: DE112011102270.0T
Authority: DE
Inventors: Heinz Leiber; Valentin Unterfrauner
Original assignee: Ipgate AG
Current assignee: Ipgate AG
Priority date: 2010-09-17
Filing date: 2011-09-06
Publication date: 2019-10-24
Anticipated expiration: 2031-09-07
Also published as: FR2975957A1; US9878697B2; WO2012034661A1; US20130298550A1; US10493967B2; CN103108785B; DE112011106127B3; CN103108785A; DE112011102270A5; US20180215367A1

Abstract

Betätigungsvorrichtung für eine Fahrzeug-Bremsanlage, mit einer ersten Kolben-Zylinder-Einheit (4), deren mindestens einer Arbeitsraum über zumindest eine Hydraulikleitung mit mindestens einer Radbremse des Fahrzeuges zu verbinden ist, ferner mit einer elektro-mechanischen Antriebseinrichtung und einer Betätigungseinrichtung (10, 5),wobeidie Betätigungsvorrichtung eine weitere Kolben-Zylinder-Einheit (6, 41) aufweist, deren Kolben (6) mittels der Betätigungseinrichtung (10, 5) betätigbar ist und der über eine Verbindungseinrichtung mit einem Kolben der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (4) verbunden ist dadurch gekennzeichnet, dassmittels der weiteren Kolben-Zylinder-Einheit (6, 41) ein Wegsimulator (8) betätigbar ist, der über eine hydraulische Leitung (29) mittels eines Trennventils (22) mit der weiteren Kolben-Zylinder-Einheit (6, 41) verbunden ist, wobei die weitere Kolben-Zylinder-Einheit (6, 41) über eine hydraulische Leitung (29) und ein Verbindungsventil (30) mit einer weiteren hydraulischen Leitung (28) verbunden ist, welche die erste Kolben-Zylinder-Einheit (4) mit der mindestens einen Radbremse verbindet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für eine Fahrzeug-Bremsanlage, mit einer ersten Kolben-Zylinder-Einheit, deren mindestens einer Arbeitsraum über zumindest eine Hydraulikleitung mit mindestens einer Radbremse des Fahrzeuges zu verbunden ist, ferner mit einer elektro-mechanischen Antriebseinrichtung und einer Betätigungseinrichtung, insbesondere einem Bremspedal.
Stand der Technik
Bremssysteme nach der Gattung Brake-by-wire verwenden einen Wegsimulator. Hierbei gibt es sog. Fremdkraftbremssysteme mit Pumpe und Speicher ohne mechanische Rückfallebene, welche im PKW wenig Verwendung finden.
Aus dem Stand der Technik ist bei Systemen mit mechanischer Rückfallebene die sog. EHB bekannt, bei der vom Hauptzylinder ein Wegsimulator hydraulisch betätigt wird und auf den Kolben eine nichtlineare Wegsimulatorfeder wirkt. Diese Verbindung kann über ein Magnetventil getrennt werden, um bei Ausfall der Druckversorgung keinen Pedalverlust durch die Volumenaufnahme des Wegsimulators in Kauf zu nehmen. Fällt aber die Druckversorgung während der Bremsung aus, ist die Systemschwäche unvermeidlich und kann zu Unfällen führen. Als Prinzip ist dieses Konzept in der DE 10 2006 056 907 A1 beschrieben. Hier ist das Magnetventil stromlos offen, was bedeutet, dass bei Ausfall der Stromversorgung ein erheblicher Pedalverlust durch Aufnahme des Volumens des Kolbens im Wegsimulator entsteht.
Andere Lösungen auf Basis von Vakuumbremskraftverstärkern sind in der DE 10 2004 011 622 A1 beschrieben, die ein sicheres Zuschalten eines Wegsimulators zum Ziel hat. Hier ist der Wegsimulator mechanisch betätigt, mit dem Pedalinterface kombiniert und kann über einen Magneten ausgeschaltet werden, wenn z. B. der Bremskraftverstärker (BKV) ausfällt. Auch hier ist ein Pedalwegverlust die Folge. In derselben Anmeldung wird ein Wegsimulator (WS) beschrieben, welcher im vorderen Teil in der Achse des BKV angeordnet ist. Hier wird der Wegsimulator über einen Magneten verriegelt, wenn der BKV intakt ist. Bei Ausfall des BKV wirkt diese Verriegelung nicht, und das Bremspedal wirkt mit kleinerem Pedalverlust auf den Tandem-Hauptzylinder (THZ) zur Druckerzeugung. Auch hier besteht der Nachteil, dass bei Ausfall des BKV während der Bremsung dieser Pedalverlust wieder eintritt. Wird das System mit kleinem Leerweg a ausgelegt, so trifft der Pedalstößel bei ABS auf niedrigem Reibbeiwert und kleinem THZ-Hub bereits auf den Verbindungsstößel von BKV zu THZ, so dass die Wegsimulatorwirkung ausgeschaltet wird. Diese Lösung bewirkt außerdem eine größere Baulänge, was auch unter Crash-Gesichtspunkten nachteilig ist, da z. B. der Motor auf den THZ mit BKV drückt und damit das Pedal zurück drückt, was zu erheblichen Fußverletzungen führt.
Eine weitere Lösung ist in der DE 10 2008 063 771 A1 beschrieben. Hier ist der Wegsimulator mechanisch betätigt mit einer elektrisch mechanischen Wegsimulatorarretierung. Diese wird abgeschaltet, wenn der BKV oder die Stromversorgung ausfällt. Dann wirkt die Rückfallebene, indem der Pedalstößel direkt auf die HZ Kolben wirkt. Durch die Entkoppelung von Pedalstößelweg und HZ Kolbenweg über den Wegsimulator können bekanntlich kleinere Kolbendurchmesser verwendet werden, was bei Ausfall BKV kleinere Pedalkräfte ergeben. Diese Lösung ist aufwendig und erfordert eine große Baulänge.
Bei WS-Systemen wird bemängelt, dass bei Bremsungen bei Fahrzeugstillstand der harte Anschlag bei Ansteuerung des WS zu spüren ist und den Fahrer irritiert. Während der Bremsung zum Fahrzeugstillstand ist dies nicht der Fall, da der Fußkraft sofort die Fahrzeugverzögerung folgt und der harte Anschlag nur bei Vollbremsung erreicht wird.
Systeme mit Wegsimulator sind extrem sicherheitskritisch, da bei Ausfall des BKV die Rückfallebene sicher funktionieren muss. Dies bedeutet, dass alle sicherheitsrelevanten Komponenten und Funktionen diagnostizierbar sein müssen. Hierzu zählen z. B. die Beweglichkeit des Wegsimulatorgehäuses oder Kolben, Funktion der Absperrventile. Bei Systemen, bei der der Druckstangenkolben bei Betätigung das Volumen in den Wegsimulatorkolben fördert, besteht das Problem, dass bei Ausfall BKV dieses Volumen im Bremskreis fehlt mit anschließend entsprechend langen Pedalwegen, was den Fahrer irritiert. Dies wird besonders deutlich im Extremfall beim ABS Regelung auf Low µ und vollen Ansteuerung des Wegsimulators und anschließend positiven µ Sprung bei gleichzeitigem BKV Ausfall. Hier treten gleich zwei Effekte auf: erhebliche Pedalwege und geringer Abstand des DK Kolbens zum Schwimmkolben, da aus dem DK Kreis das Volumen für den Wegsimulator entnommen wurde. Hierbei kann beim Auftreffen des DK Kolbens auf den Schwimmkolben kein weiterer Druck im DK Kreis aufgebaut werden.
Die Spezifikationen der Fahrzeughersteller sehen sehr hohe Pedalkräfte vor, die ca. 20 mal höher sind als die Pedalkraft zum Erreichen des Blockierdruckes auf hohem µ. Bei heutigen Systemen setzt dabei die ABS/ESP Funktion aus, aber die Komponenten wie HZ, Dichtungen, Bremsleitungen müssen Drucke bis zu 350 bar standhalten.
Neue Fahrzeugkonzepte erfordern eine kurze Baulänge, insbesondere zwischen Spritzwand und Bremspedalanlenkung.
Eine Betätigungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist durch die DE 10 2007 062 839 A1 angegeben.
Die DE 10 2008 035 180 A1 beschreibt ein Bremssystem, das für regeneratives Bremen bei Hybrid- oder Elektrofahrzeugen eingesetzt werden kann. Dabei wird dem Fahrer auch während des regenerativen Bremsens eine Rückmeldung in Form eines Widerstands am Pedal gegeben.
Des Weiteren beschreibt die DE 10 2010 039 345 A1 ein Bremssystem, bei dem der Fahrer bei Ausfall der Elektronik unmittelbar bremsen kann.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bezüglich der Baulänge, der Fehlersicherheit und dem Pedalweg gegenüber den bekannten Lösungen verbessert ist.
Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die den Patentanspruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung, bei der eine weitere Kolben-Zylinder-Einheit verwendet wird, um einen Hilfskolben zu bilden, der von der Betätigungseinrichtung bzw. vom Pedalstößel betätigt wird und auf die erste Kolben-Zylinder-Einheit bzw. den Hauptzylinder wirkt, wird auf überraschend zweckmäßige Weise eine Betätigungsvorrichtung für eine Fahrzeugbremsanlage geschaffen, die bei kurzer Baulänge und hoher Fehlersicherheit Pedalwegverluste weitestgehend vermeidet.
Zweckmäßige Ausführungsformen bzw. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen enthalten.
Die weitere Kolben-Zylinder-Einheit bzw. der Hilfskolben kann vorzugsweise koaxial zur ersten Kolben-Zylinder-Einheit bzw. Hauptzylinder, kann aber auch, insbesondere aus Platzgründen, über ein Hebelsystem betätigt und versetzt angeordnet sein.
Der Hilfskolben kann über den gesamten Pedalhub beweglich sein und kann sein Volumen in den mechanisch hydraulischen Wegsimulator verdrängen. Dieser kann mit dem Vorratsbehälter über ein stromgeregeltes 2/2-Wege Magnetventil (MV) verbunden sein. Abhängig vom Pedalhub kann dieses MV mit variablem Strom geschaltet sein.
Klemmt z. B. der Wegsimulatorkolben, so wirkt dieses MV als Überdruckventil, so dass sich der Hilfskolben mit erhöhter Fußkraft bewegen kann und ggf. direkt auf den HZ Kolben wirkt. Ggf. kann auch der BKV abgeschaltet werden. Diese Überdruckfunktion kann über den Ankerstrom diagnostiziert werden.
Der Hilfskolben und das Magnetventil können diagnostiziert werden, indem die Antriebseinrichtung, insbesondere die Spindel über eine Kupplung an den Hilfskolben angekoppelt wird. Anschließend kann die Spindel mit Hilfskolben über den gesamten Hub bewegen und über die redundanten Pedalhubsensoren gemessen werden. Hierbei ist das Magnetventil offen. Bei einem zweiten Test kann das Magnetventil geschlossen werden, was keine Bewegung des Hilfskolbens zur Folge haben kann, die vorzugsweise magnetische Kupplung reißt dabei ab.
Bei diesem Vorgang können auch die redundanten Pedalhubsensoren getestet werden. Das Volumen des Hilfskolbens kann auch dem Druckstangenkreis oder weiteren Bremskreisen über jeweils ein weiteres 2/2-Wege-Magnetventil bzw. Einspeisventil zugeführt werden. Um bei Ausfall BKV kleinere Pedalkräfte zu erhalten, sind kleine Hauptzylinder-Kolbendurchmesser notwendig, die aber bei kleinen Drucken bekanntlich viel Weg benötigen für den relativ flachen Verlauf der Druckvolumenkennlinie. Hierzu wird insbesondere bei kleinen Drucken das Volumen des Hilfskolbens unterstützend verwertet. Das Einspeisventil kann ebenfalls getestet werden, indem die Spindel die Kolben bewegt bei geschlossenen Schaltventilen, damit in den Radbremszylindern kein Druck aufgebaut wird. Bei geschlossenen Einspeisventil kann der Druckgeber einen Druckanstieg im DK Kreis messsen, bei offenem MV keinen.
In der DE 10 2009 031 672 A1 wird ebenfalls von einem Stufenkolben Volumen über ein 3/2 MV dem kleineren DK Zylinder zugeführt. Dieser Stufenkolben ist jedoch fest mit dem DK Kolben verbunden und nicht über eine Kupplung getrennt und außerdem nicht für ein WS-System konzipiert.
Bei dem erwähnten kritischen Fall Ausfall BKV auf Low µ kann der Hilfskolben ebenfalls unterstützen, indem das Volumen des Hilfskolbens und ggf. auch des Wegsimulators dem DK Kreis zugeführt wird und über den Druckgeber in der richtigen Dosierung gesteuert wird. Dabei werden zu große Pedalwege verhindert.
Sollte im Extremfall der Antrieb beim Druckabbau klemmen, so kann über das offene Einspeisventil und Druckregelventil Volumen über den Druckgeber gesteuert in den Vorratsbehälter abgelassen werden. Durch ein weiteres Einspeisventil pro Bremskreis kann dies auch für weitere Bremskreise angewendet werden.
Das Druckregelventil kann auf einen maximalen Druck entsprechend einer Fußkraft bei konventionellen Systemen eingestellt sein, bei der ABS/ESP nicht mehr funktioniert. Bei sehr hohen Fußkräften bewegt sich dann nach Überschreiten des max. Druckes der Hilfskolben bei gefülltem Wegsimulator auf den HZ Kolben. Dabei trifft er auf einen Anschlag. Auf diese Weise werden höhere Drucke nur im Hilfskolben erzeugt im Bremskreis nur ein Druckniveau, welches für die Bremse für fading notwendig ist. Das Bremssystem kann also für niedrigere Drucke ausgelegt werden, was Kosten und Gewicht spart.
Der Hilfskolben benötigt wenig Bauraum und eignet sich gut für die Anlenkung und Befestigung der Sensoren in einem Sensormodul, welches alle Sensoren wie Pedalhub und Drehwinkel umfasst. Diese können zusammen mit dem Anschlussstecker oder Kabel auf einer kleinen Leiterplatte montiert werden.
Es kann auch ein Sensormodul vorgesehen sein, welches bei der Betätigungsvorrichtung zu verwendende Sensoren in einer Baueinheit in einfacher und vorteilhafter Weise zusammenfasst.
In der Patentanmeldung DE 10 2010 045 617 A1 ist bereits eine Betätigungsvorrichtung der eingangs genannten Art beschrieben, die eine weitere Kolben-Zylinder-Einheit aufweist, deren Kolben mittels der Betätigungseinrichtung betätigbar ist und der über eine Verbindungseinrichtung mit einem Kolben der ersten Kolben-Zylinder-Einheit verbunden ist. Als Verstärker wirkt hierbei ein elektromotorischer Antrieb in integrierter Bauweise. Obwohl diese Lösung gegenüber dem Stand der Technik zahlreiche erhebliche Vorteile aufweist, ist sie nicht in jedem Anwendungsfall möglich oder erwünscht. So gibt es Fälle, bei denen der Verstärker, z.B. in Gestalt einer elektromotorisch angetriebenen Pumpe bereits vorhanden ist, so dass im Prinzip nur ein Geberzylinder erforderlich ist. Dies gilt z.B. für elektrohydraulische Bremsensyteme, wie sie im „Bremsenhandbuch“, 1. Auflage, Vieweg Verlag beschrieben sind.
Der Erfindung schafft daher auch eine Betätigungsvorrichtung, die gegenüber den bekannten Lösungen verbessert ist und die mit Vorteil bei Systemen mit vorhandenem Verstärker, wie z.B. EHB einsetzbar ist.
Mit dieser Lösung, bei der der Kolben der weiteren Kolben-Zylinder-Einheit von der Betätigungseinrichtung betätigt wird, wird auf überraschend zweckmäßige Weise eine Betätigungsvorrichtung für eine Fahrzeugbremsanlage, insbesondere Kraftfahrzeugbremsanlage geschaffen, die auf vielfältige Weise einsetzbar ist, insbesondere in Fällen, bei denen bereits eine Verstärkereinrichtung vorhanden bzw. vorgegeben ist.
Damit können die Vorteile einer weiteren Kolben-Zylinder-Einheit (Hilfskolben), die sich insbesondere daraus ergeben, dass bei Ausfall der Bremskraftverstärkung zusätzliches Hydraulikvolumen in die Bremskreise eingespeist werden kann, in vielfältiger Weise angewendet werden. Weitere Vorteile bestehen in kleineren Pedalwegen und höheren erreichbaren Druckniveaus.
In der DE 10 2009 031 672 A1 ist zwar bereits ein Bremssystem beschrieben, bei dem mittels einer zusätzlichen Kolben-Zylinder-Einrichtung (Zusatzkolben) zusätzliches Hydraulikmedium wahlweise in einen Ausgleichsbehälter oder in einen Bremskreis gefördert werden kann. Der Zusatzkolben wird bei diesem System jedoch von einem insbesondere elektromagnetischen Antrieb betätigt.
Ferner ist mittels des Druckes im Zylinder der zweiten oder der ersten Kolben-Zylinder-Einheit ein Wegsimulator betätigbar. Der Wegsimulator kann dabei, insbesondere über ein Magnetventil abschaltbar sein.
Die weitere Kolben-Zylindereinheit ist zweckmäßig mittels eines Magnetventils ein- und abschaltbar.
Wie in der Patentanmeldung DE 10 2010 045 617 A1 dargestellt gibt es verschiedene zweckmäßige Ausführungsformen der räumlichen Anordnung der weiteren Kolben-Zylinder-Einheit in Bezug zum THZ. Auf diese Ausführungen, mit denen eine Anpassung an unterschiedliche räumliche Verhältnisse, z.B. auch eine Verkürzung der Baulänge, leicht möglich ist wird zu Offenbarungszwecken verwiesen.
Anhand der Zeichnung sind in der nachfolgenden Beschreibung Vorteile der Erfindung und ihrer Ausgestaltungen näher erläutert.
Es zeigen:

1 den Systemaufbau einer Betätigungsvorrichtung einer Fahrzeug-Bremsanlage;
2 eine alternative Anordnung der weiteren Kolben-Zylinder-Einheit bzw. des Hilfskolbens;
3 den Druckaufbau mit Verwendung der weiteren Kolben-Zylinder-Einheit bzw. des Hilfskolbens bei Ausfall des BKV;
4 die Druckregelung des Magnetventils;
5 die Anordnung von bei der Betätigungsvorrichtung verwendeten Sensoren auf einem Modul;
6a - 6c den Verlauf von DK-Kolbenweg und Pedalstößel, Druck und BKV-Verstärkung;
7 eine andere Ausführung einer Betätigungsvorrichtung.

1 zeigt in einer transparenten Art den Aufbau des Systems mit den bekannten Basiskomponenten wie Elektromotor 1, Rotor mit Spindelmutter 1 a, Spindel 2, Druckstangen-Kolben (DK) 3, Tandemhauptzylinder 4, Rückstellfeder für DK-Kolben 23, SK Kolben 21, 2 x Schaltventile 13, (Speicherkammer 24 mit 2/2 MV 27 gemäß DE 10 2009 055 721 A1 mit DK-Bremskreis 28), Motor-Drehwinkelgeber 15 mit redundanten Pedalwegsensoren 11, Bremspedal 11 mit Pedalstößel 5. Diese Komponenten sind z.B. in der DE 10 2005 018 649 A1 beschrieben, auf die hier der Einfachheit halber vollinhaltlich Bezug genommen wird.
Das Bremspedal 10 wirkt über den Pedalstößel 5 auf den Hilfskolben 6, wobei das von diesem verdrängte Volumen über eine Leitung 45 zum mechanisch hydraulischen Wegsimulator 8 gelangt. Mit der Bewegung des Hilfskolbens 6 sind redundante Pedalwegsensoren 11 gekoppelt, die den Motor ansteuern und zugleich das stromlos offene 2/2-Druckregel-Magnetventil 18 betätigen, d.h. schließen.
Die gewünschte Rückwirkung auf die Pedalkraft erzeugt der Wegsimulator 8. Der Hilfskolben 6 wird in einer Zwischenstellung mit ca. 40 % des gesamten Kolbenhubes S_HK blockiert, wenn der Wegsimulatorkolben 8a auf Anschlag kommt. Das Magnetventil 18 hat eine Druckregelfunktion aus Sicherheitsgründen. Entsprechend der Wegsimulatorfeder 8b entsteht im Hilfskolben 6 ein pedalwegabhängiger Druck, welcher der in 4 dargestellten Druckregelfunktion entspricht. Sollte der Wegsimulatorkolben 8a klemmen, so wird die Pedalweg-Druckfunktion gestört, d. h. über das Magnetventil 18 strömt Druckmittel über die Leitung 29 a zum Vorratsbehälter 40.
Mit entsprechender Verfeinerung des Ansprech- und Schaltverhaltens, z. B. Öffnung Magnetventils 18 bei Rücknahme der Pedalbewegung des Magnetventils 18 entsprechender Steuerung kann die Feedback-Funktion des Wegsimulators 8 mit Kolben und Feder ersetzt werden, so dass dieser entfallen kann. Ggf. ist parallel zum Magnetventil 18 ein nicht gezeichnetes Rückschlagventil zum Vorratsbehälter notwendig, um bei Rückbewegung des Hilfskolbens Unterdruck zu vermeiden.
Die Druckregelfunktion wird auch gebraucht, wenn die beschriebenen extremen Pedalkräfte wirken. Wird ein entsprechender Druck überschritten, so strömt Druckmittel ab und der Hilfskolben 6 bewegt sich nach Durchlaufen des Hubes S_HK auf einen Anschlag im Gehäuse 41. Abhängig von der Stellung des DK Kolbens 3 und dem gekoppelten Übertragungsstößel 5 b trifft der Hilfskolben 6 auf diese und erzeugt einen zusätzlichen Druck im THZ 4, welcher aber durch dessen Dimensionierung dem maximal notwendigen Bremsdruck, aber nicht einem Überdruck durch die hohen Pedalkräfte entspricht. Damit kann für die Dimensionierung Gewicht und Kosten gespart werden. Bei dieser Überbeanspruchung wird der Motor und damit auch ABS/ESP Funktion ausgeschaltet. Der höhere Druck wirkt ausschließlich auf den Hilfskolben 6 und Wegsimulator 8.
Für eine gute Ansprechcharakteristik ist es bekannt, eine geschwindigkeits- und richtungsabhängige Drosselung der Betätigung einzubauen. Hierzu wird in der Leitung zum Wegsimulator 8 eine Drossel 19 eingebaut und für den schnellen Rücklauf ein Rückschlagventil 17. Der Hilfskolben 6 wird über die Rückstellfeder 20 zurückgestellt. Der Hilfskolben 6 mit Dichtungen ist in einem entsprechenden Gehäuse 41 geführt und gelagert. Dieses Gehäuse 41 kann über ein mehrteiliges Zwischengehäuse 42 vorzugsweise aus Kunststoff mit dem Motor 1 verbunden sein. Gehäuse 41 und Zwischengehäuse können auch einteilig sein.
Bei schneller Pedalgeschwindigkeit entsteht durch die Drossel 19 ein höherer Druck. Demnach muss der Einstellwert des Druckregelventils 18 bis zum Aussteuerpunkt der Bewegung entsprechend höher sein.
Der Hilfskolben 6 kann bei Ausfall des BKV weiter verwendet werden zur Optimierung der Bremswirkung. Bei Ausfall BKV soll die Pedalkraft möglichst klein sein, was kleine Hauptzylinder-Kolbendurchmesser erfordert. Werden diese verwendet, so sind im kleinen Druckbereich große Pedalwege notwendig durch den flachen Verlauf der Druck-Volumenkennlinie.
Über ein stromlos geschlossenes 2/2-Wege Magnetventil bzw. Einspeisventil 30 (S_E ) kann im unteren Druckbereich vom Hilfskolben 6 Druckmittel zum Druckaufbau in den DK- Kreis 28 gefördert werden. Beim Druckabbau kann über den Druckgeber 12 wieder Druckmittel zum Hilfskolben zurückgefördert werden.
Ein weiterer kritischer Fall ist in der Einleitung geschildert, wenn bei ABS-Betrieb auf Eis der BKV ausfällt und anschließend ein positiver µ Sprung bei der Bremsung stattfindet. In diesem Fall ist in den Bremskreisen ein niedriger Druck im Grenzfall 1 - 2 bar, so dass der Anfangsbereich der Druckvolumenkennlinie beim Aussteuerpunkt des Wegsimulators mit ca. 40 % Pedalweg beginnt, was zugleich einen Kolbenweg und damit Volumenverlust darstellt.
Bei Systemen bei der der DK-Kolben den Wegsimulator 8 betätigt, ist in diesem Fall der Abstand zum SK Kolben entsprechend gering, was zur Folge hat, dass in diesem kritischen Fall beim anschließenden Druckaufbau nur ein relativ geringer Druck im DK Kreis möglich ist, die die mögliche Bremswirkung erheblich beeinträchtigt. In der oben erwähnten DE 10 2009 055 721 A1 ist ein System zur Leerwegsteuerung der Kolben bei ABS-Betrieb beschrieben. Damit im unteren Druckbereich bei der ABS Regelung der DK Kolben nicht auf den Pedalstößel trifft, so wird ein entsprechender Kolbenweg und damit Abstand zum Pedalstößel = Leerweg dadurch erzielt, indem ein entsprechendes Volumen in eine Speicherkammer 24 geleitet wird. Der Vorteil dieses Systems in dem kritischen Fall besteht darin, dass ein Teil des Volumens wieder in den Bremskreis zurückgewonnen werden kann.
Anstelle der Speicherkammer 24 mit Magnetventil 27 kann auch zur Vereinfachung nur ein 2/2-Wege-Magnet-Ventil 27a benutzt werden, welches zur Leerwegsteuerung, d. h. wenn der Abstand von Hilfskolben 6 oder Polstück zum Übertragungsstößel zu klein wird. Bei zu großem Leerweg kann durch entsprechende Kolbensteuerung Volumen aus dem Vorratsbehälter 40 angesaugt werden, so dass dieses Magnetventil in beiden Richtungen wirkt.
Dieses 2/2-Wege-Magnet-Ventil kann auch für dieselbe Funktion für einen oder mehrere Bremskreise, z.B. im SK-Kreis eingesetzt werden, anstelle von Speicherkammer 24 und vorgeschaltetem 2/2-Wegemagnetventil 27.
Diese Ventile können für eine zusätzliche Funktion des Nachschnüffelns von Volumen durch entsprechende Kolbensteuerung aus dem Vorratsbehälter verwendet werden. Dies ersetzt die Nachförderkammer, um zusätzliches Volumen in die Bremskreise zu fördern, wenn der Hauptzylinderkolben nicht mehr den notwendigen Druck erreicht. Dazu ist es vorteilhaft, die Hauptzylinder-Dichtungen stärker zu gestalten, um vakuumdicht zu sein. Es kann auch eine Schalteinrichtung z. B. Magnetventil zwischen Vorratsbehälter und Hauptzylinder vorgesehen werden. Dies soll verhindern, dass bei dem o. g. Nachfördervorgang Luft in die Bremskreise angesaugt wird. Aus dem Druck und der Kolbenstellung wird das Volumen berechnet, welches beim Druckabbau zum Ende der Bremsung wieder in den Vorratsbehälter über das Ventil 27a abgelassen wird. Damit wird vermieden, dass die Hauptzylinderdichtungen zu stark beansprucht werden.
Beide Fälle und Lösungen mit Speicherkammer oder Ventil 27a können bei Bedarf noch verbessert werden, indem das Volumen des Hilfskolbens in diesem kritischen Fall zur Verbesserung der Bremswirkung über das Einspeisventil S_E 30 genutzt wird. Die nötige Ein- und Rückspeisung des Hilfskolbens wird über den Druckgeber gesteuert.
Auch kann ein zusätzliches Einspeisventil für weitere Bremskreise, z.B. den SK-Kreis eingesetzt werden, um im geschilderten Grenzfall in der Rückfallebene auch Volumen vom Hilfskolben in den SK Kreis zu fördern, um ein höheres Druckniveau oder kürzeren Pedalweg zu erzielen.
Von großer Bedeutung ist die sichere Diagnose der Ventile 30 und 27a, welche den bzw. die Bremskreise zum Hilfskolben 6 und zum Vorratsbehälter öffnen. Dies kann mit den vorgeschlagenen Diagnoseverfahren nach der Türöffnung mittels Kolbenbewegung und Druckmessung erfolgen.
Hierbei kann das im Wegsimulator 8 gespeicherte Volumen mit genutzt oder über ein Trennventil 22 isoliert werden.
Mit dem Potenzial des Hilfskolben ist ein entscheidender Schritt zur Verbesserung der Fehlersicherheit möglich.
Ebenso wichtig ist die Diagnose der funktionsrelevanten Komponenten. Hierzu hat das System zwei bzw. mindestens eine Kupplung. Die erste kraftschlüssige Kupplung 14 vorzugsweise mit einem Permanentmagneten 16 in einem Magnetgehäuse 16 a eingebettet, wirkt auf ein Polstück 2 a der Spindel. Diese Kupplung ist einerseits notwendig, dass durch die Kupplungskraft insbesondere bei kleinen Drucken die Kolbenrückstellung über die Spindel verstärkt.
Die zweite Kupplung wirkt am vorderen Ende des Übertragungsstößel 5 b, welche über das Magnetgehäuse fest mit dem DK Kolben 3 verbunden ist. Auch diese kraftschlüssige zweite Kupplung ist vorzugsweise mit einem Permanentmagneten mit Pol 5 a am Hilfskolben aufgebaut. Zwischen dem Pol 5 a und Übertragungsstößel 5 b / 26 ist ein kleiner Leerweg vorgesehen, der u. a. für die Pedalcharakteristik und Kalibrierung der Pedalwegsensoren gebraucht wird.
Zur Diagnose der Hilfskolbenbewegung wird die Spindel 2 mit Kupplung 26 zurückgefahren, bis bei Leerweg 0 die volle Kupplungskraft wirkt. Hierbei liegt der DK Kolben vorzugsweise auf Anschlag 43. Bei der anschließenden Vorwärtsbewegung kann der Hilfskolben über den vollen Hub S_HK mit bewegt und über die Pedalwegsensoren 11 gemessen werden. Bei zu hoher Reibkraft im Kolben oder zu geringer Kupplungskraft stoppt die Bewegung und der Fehler ist erkannt. Bei dieser Bewegung ist das Ventil 18 offen. Bei einer zweiten Bewegung wird das Ventil 18 geschlossen, die Bewegung des Hilfskolbens wird über 17 gestoppt und über Sensor 11 gemessen.
Die Diagnose der Druckregelung des Ventils 18 ist in 4 erläutert.
Die Diagnose des Einspeisventils S_E 30 mit Wegsimulator 8 erfolgt durch Druckaufbau über die Spindel und Kolben bei geschlossenen Schaltventilen 13.
Hierbei kann über den Druckgeber und den Kolbenhub sowie Einspeisventil 30 als auch Wegsimulator getestet werden. Zur Rückstellung der Spindel wird die Rückstellfeder 17 am Spindelausgang eingesetzt und aus baulichen Gründen zweimal parallel zum Tandemhauptzylinder 4.
Die Speicherkammer 24 mit Schaltventilen 13, 27 ist hier nur im DK Kreis gezeichnet und in der Funktion für beide Bremskreise in der DE 10 2009 055 721 A1 beschrieben.
Für die beschriebene Diagnose bietet sich der Zustand Fahrzeug Stillstand an, vorzugsweise nach dem Türöffnen beim Eintritt in das Fahrzeug vor dem Starten. In diesem Fall hat das Fahrzeug ggf. eine längere Stillstandzeit hinter sich mit allen denkbaren Einflüssen, welche die Funktion beeinflussen, z. B. Korrosion, Festsetzen der Dichtungen usw.
Bei den beschriebenen Fällen mit Ausfall BKV liegt ein funktionierendes Bordnetz zugrunde. Ein Total-Ausfall Bordnetz während der Fahrt wird zur Zeit vom OEM nicht angenommen. Sollten dennoch Forderungen der beschriebenen Zusatzfunktionen des Hilfskolbens und die Schaltung der MV erhoben werden, so kann dies mit einer separaten Notschaltung über ein ASIC mit einem kleinen Speicherkondensator oder Hilfsbatterie gelöst werden.
In der 2 ist eine alternative Anordnung der weiteren Kolben-Zylinder-Einheit dargestellt. Der Hilfskolben 6 ist in dieser Anordnung nicht konzentrisch, sondern versetzt zur Betätigungsachse des Druckstangenkolbens 3 angeordnet. Die Übertragung der Pedalkraft vom Pedal 10 über Pedalstößel 5 und Übertragungselement 5c erfolgt über ein Getriebe. Dieses ist hier beispielsweise als 3-Gelenk ausgeführt.
Das Drehgelenk funktioniert folgendermaßen. Das erste Pleuel 6 c lenkt die Kraft in den Gelenkträger 6 d ein. Dieser dreht sich um die Drehachse 6 b. Dabei wird der zweite Pleuel 6 a bewegt, welcher sich auf den Kolben 6 abstützt. Somit wird das Fluid im Geberzylinder 1 über die Leitung 29 in den Wegsimulator 8 verdrängt. Dieser erzeugt einen Gegendruck. Somit entsteht am Pedal 10 eine Gegenkraft, so dass dem Fahrer als Pedalgefühl einer konventionellen Bremsanlage simuliert wird. Die Rotation des Gelenkträgers 6 d kann einer def. Pedalposition zugeordnet werden. Somit ist es möglich über z. B. einen rotatorischen Sensor 11 den Pedalhub zu erfassen. Die beiden Pleuel 6 c und 6 a werden vorzugsweise so ausgeführt, dass Sie sich in einem kleinen Winkel zur Betätigungsachse 2 und der Achse des Kolbens 6 befinden. Somit entstehen bei Bremsbetätigung geringe Querkräfte.
Das Übertragungselement 3 welches vorzugsweise als Spindel ausgeführt ist wird von einem Bremskraftverstärker 1, welcher vorzugsweise als Elektromotor ausgeführt ist, angetrieben. Dieser überträgt eine Axialkraft auf den Kolben 3, welcher in einem nicht dargestellten HZ nach Stand der Technik die Bremsflüssigkeit in den nicht dargestellten Bremskreis fördert.
In der Rückfallebene wird das Magnetventil 18 geöffnet. Somit wird bei einer Pedalbewegung das Fluid nicht in den Wegsimulator 8 verdrängt, sondern kann ohne Gegendruck in den Vorratsbehälter 40 abfließen. Somit entsteht am Pedal keine nennenswerte hydraulische Verlustkraft. Demzufolge kann die gesamte Pedalkraft vom Übertragungselement 5 auf den Kolben 3 übertragen werden. Vorzugsweise befindet sich zwischen dem Übertragungselement 5 und dem Kolben 3 ein Betätigungsstößel 5 b, welcher durch das Übertragungselement 3 greift und einen Abstand s dazu hat. Somit kann der Kolben 3 auch betätigt werden, wenn z. B. das Übertragungselement 3 klemmen würde.
Ein Vorteil der versetzen Anordnung des Geberzylinders 1 zur Betätigungsachse 2 liegt darin, dass die Gesamtbaulänge reduziert werden kann. Dies ist bei Fahrzeugen mit kleinem Abstand zwischen Pedal 10 und Spritzwand von Vorteil. Somit ist es möglich die Bremsanlage näher am Bremspedal anzubringen. Somit ist der Bauraumbedarf im Motorraum reduziert, was sich besonders im Crash-Fall positiv auswirkt.
3 zeigt den Verlauf von Druck bzw. Pedalkraft und Pedalstößelweg, S_P bei Druckaufbau von DK Kolben und Hilfskolben HK. Durch intervallweises Umschalten, z. B. druckabhängig über das S_E Ventil, kann zum Zeitpunkt a ein erheblich höheres Druckniveau bei dem gleichen Pedalstößelweg S_D erzeugt werden, als nur mit dem DK Kolben bei erheblich geringeren Pedalkräften als mit dem zusätzlichen Hilfskolben. Das bedeutet andererseits, dass der flache Teil der p - V Kennlinie nicht so viel Pedalweg erfordert und bei anschließend steileren Verlauf der p - V Kennlinie auf den kleineren DK Kolben umgeschaltet wird.
4 zeigt den Verlauf von Druck Pedalkraft, Ventilschließkraft FM über den Weg des Pedalstößel S_P . Bei Wegsimulatorsystemen wird in der Regel der Pedalwegkraftverlauf abgebildet, insbesondere im unteren Druckbereich. Bei höheren Drucken verläuft die Kennlinie steiler, um Pedalweg zu sparen, welcher wiederum bei Panikstop die Ansprechzeit verkürzt. Weiterhin ist der Grenzstromverlauf i gezeigt, bei dem bekanntlich der Strom quadratisch auf die Magnetkraft FM und damit Ventilschließkraft einwirkt. In der Stellung S_P1 wird nun angenommen, dass der Wegsimulatorkolben klemmt, was zu einem Anstieg der Pedalkraft und damit Druck führt. Es wird die Schaltgrenze FM₁ überschritten, was dann zur weiteren Pedalbewegung führt, da das Ventil das Volumen aus dem Hilfskolben durchlässt, bis bei S_P2 die Magnetkraft FM₂ wieder höher ist, was wiederum zu einer erneuten Pedalbewegung führt. Die zugeordnete Bewegung des Magnetankers erzeugt eine Strom- oder Spannungsänderung, welche in Relation zur Pedalstößelbewegung SP für die Diagnose ausgewertet werden kann. Bereits erwähnt wurde die Druckregelung in Funktion der Geschwindigkeit des Bremspedals oder angekoppelten Hilfskolben.
Auch kann der Ist-Strom zum Schließen des Ventils bei dem jeweiligen SP Wert ermittelt werden. Es bietet sich ein Bremsvorgang vorzugsweise bei Fahrzeugstillstand an. Hierbei kann der entsprechende Strom vom Grenzwert in einer zeitlichen Funktion reduziert werden bis die Druckkraft am Ventil größer ist als die Magnetkraft. Dabei erfolgt eine Pedalstößelbewegung die gemessen wird und anschließend sofort wieder der Strom auf den Grenzwert erhöht wird. Erfolgt diese Reaktion nicht, so liegt eine Fehlerfunktion vor, so dass dann bei einem wiederholten Test der BKV abgeschaltet werden kann.
In der Stellung S_P2 ist der Wegsimulator ausgesteuert. Tritt nun die hohe Pedalkraft auf, so wird bei entsprechendem Druck die Schließkraft des Ventils überschritten. Der Hilfskolben bewegt sich unter diesem hohen Druck bis zum Anschlag im Gehäuse.
5 zeigt die Zusammenfassung mehrerer Sensoren zu einem Modul. In 1 wurde beschrieben, dass das System einen Drehwinkelsensor zur Erfassung der Rotorbewegung und damit Position des Kolbens und 2 Pedalwegsensoren (redundant) benötigt. Diese sind räumlich im Pedalinterface angeordnet. Es bietet sich an bei entsprechender Konstruktion des Pedalinterfaces diese in einem Modul zusammenzufassen mit einer gemeinsamen el. Verbindung 39 (Stecker oder mehradriges Kabel) zur ECU.
Das Sensorbauelement 33/33 a z. B. Hall IC ist auf der Leiterplatte 32 montiert. Auf der anderen Seite der LP32 ist ein Rotor 35 in dem Gehäuse 31 gelagert. Im Rotor ist der Permanentmagnet 34 mit entsprechender Polung zur Aktivierung des Sensors angeordnet. Der Sensor liefert wahlweise ein analoges oder digitales Signal. Der Rotor kann über ein Zahnrad 36 z. B. mit der Spindelmutter verbunden oder eine mit dem Hilfskolben verbundene Zahnstange 37 bewegt werden. Das Sensormodul ist am Gehäusezwischenteil befestigt und ist innerhalb eines Abschirmbleches 39 oder Gehäuses angeordnet.
6 a zeigt die Beziehung von DK Kolbenweg S_K zu Pedalstößelweg mit und ohne BKV. Nach Durchlaufen des BKV Ansprechwertes, im Wesentlichen vom Pedalwegsensor abhängig, erfolgt sehr schnell die Bewegung des DK Kolbens S_K . Dieser eilt mit BKV dem Pedalstößel voraus. Bei Ausfall BKV wird ein Leerweg 1 durchlaufen bis der Pedalstößel auf den DK Kolben trifft und diesen bewegt.
6 b zeigt den Druckverlauf mit und ohne BKV. Nach dem Ansprechwert des BKV erfolgt sprungartig (sog. Springer Funktion) der Druckaufbau und verläuft anschließend entsprechend der WS-Auslegung. Ohne BKV wird ein Leerweg notwendig, bis der DK Kolben das Schnüffelloch schließt und anschließend der Druck ansteigt.
6 c zeigt die BKV Verstärkung in Funktion des Pedalstößelweges oben bei v > 0 mit WS, also der Normalfunktion. Es kann nun bei Fahrzeugstillstand von WS Funktion bei X auf konventionelle Folgeverstärkerfunktion umgeschaltet werden.
Hier trifft der Pedalstößel auf den DK Kolben. Nach Durchlaufen des Leerweges 1 wird die Verstärkung wirksam, damit die Rückstellkräfte von Kolben und Spindel weniger spürbar sind und nach dem Leerweg 2 bei Druckaufbau weiter erhöht. Die Verstärkung kann dabei so gewählt werden, dass dasselbe Pedalgefühl wie bei WS, aber ohne Anschlag entsteht.
Hier wurde die Abläufe geschildert, wenn das Fahrzeug steht bei der Bremsung.
Bei X₂ wird in 6 a und 6 c gezeigt, wenn das Fahrzeug aus v > 0 abgebremst wird. Hier wird im Bereich zwischen Leerweg 1 und 2 der SK Kolben auf den Wert des Pedalstößels gesteuert. Wenn ein bestimmter Druck z. B. Abbremsung mit 10 bar bei Stillstand beibehalten wird, so wird bei diesem Wert ebenso der DK Kolbenweg S_K dem SPS Wert gleichgeschaltet.
Die 7 zeigt eine Betätigungsvorrichtung 110 für eine Fahrzeug-Bremsanlage. Die Betätigungsvorrichtung 110 weist einen Tandemhauptzylinder (THZ) 102 auf, dessen Druckkammern 103, 104 mit einem drucklosen Ausgleichsbehälter 105 verbunden sind. Im Gehäuse 106 des THZ2 sind, über Federn 107, 108 abgestützt, abgedichtet axial verschieblich Kolben 109, 110 angeordnet. An einem Ende des THZ 102 ist eine weitere Kolben-Zylinder-Einheit 111 mit dem THZ 102 verbunden bzw. in diesen integriert. Diese zweite Kolben-Zylinder-Einheit 111 kann, z.B. aus Gründen einer verringerten Bau-länge auch außerhalb der Achse des THZ 102 angeordnet sein, wie dies z.B. in der DE 10 2010 045 617.9 derselben Anmelderin dargestellt ist, auf die hier zu Offenbarungszwecken vollinhaltlich verwiesen wird oder in Gestalt eines Stufenkolbens, der mit einem Teil erweiterten Durchmessers einen vom Teil geringeren Durchmessers gebildeten Ringraum eine zweite Kolben-Zylinder-Einheit bildet, aus der zusätzliches Volumen zugeführt werden kann, wie dies in der DE 10 2009 031672 derselben Anmelderin dargestellt ist. Im Zylinder-teil 112 dieser zweiten Kolben-Zylinder-Einheit 111 ist axial verschieblich ein Kolben 113 angeordnet, der einen Fortsatz 114 aufweist, welcher eine Öffnung 115 in einer Zwischenwand 116 abgedichtet durchdringt und am Kolben 110 anliegt, um auf diesen einzuwirken.
Eine Betätigungseinrichtung 117 in Gestalt eines Bremspedals 118 ist über ein Gestänge 122 mit dem Kolben 113 verbunden.
Von der vom Zylinder der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit 111 gebildeten Druckkammer 112a führt eine Hydraulikleitung 125, in die ein drucklos offenes 2/2-Wege-Ventil 26 geschaltet ist, über eine im THZ 102 ausgebildete Ringnut 127 zum Ausgleichsbehälter. Von dieser Hydraulikleitung 125 zweigt eine weitere Hydraulikleitung 128, in der ein Rückschlagventil 129 angeordnet ist ab und führt zum Druckraum des THZ. Alternativ hierzu kann auch ein stromlos geschlossenes Magnetventil 142 eingesetzt werden.
Diese Alternative hat den Vorteil, dass sowohl die Volumenzufuhr aus der zusätzlichen Kolben-Zylinder-Einheit 111 im Druckniveau über den Druckgeber 133 gesteuert wird, wie auch der Druckabbau. In diesem Fall gelangt das Volumen über die Leitung 128 und das Magnetventil 261 in den Vorratsbehälter.
Von der Hydraulikleitung 128 zweigt eine Hydraulikleitung 129 ab, die über ein drucklos geschlossenen 2/2-Wegeventil 130 zu einem hydraulischen Wegsimulator 131 führt.
In der Hydraulikleitung 132 ist ein Drucksensor bzw. Druckgeber 133 angeordnet. Eine Hydraulikleitung führt von der Leitung 128 zu einer Einheit (HCU) 35, die Ventile in nicht näher dargestellten Konfigurationen enthalten kann, um den Druck in den (gleichfalls nicht dargestellten) Radbremsen zu steuern bzw. zu regeln.
Ferner enthält die HCU einen Verstärker, der zumindest einen Druckerzeuger, wie z.B. Elektromotor und Pumpe mit entsprechenden Steuerelementen aufweist und damit eine elektrohydraulische Bremseinrichtung (EHB) bildet.
Nachfolgend ist die Arbeitsweise der in 7 dargestellten Ausführungsform dargestellt:
Bei Betätigung der Betätigungseinrichtung bzw. des Bremspedals 118 wird der Kolben 113 in der 1 nach links verschoben und verdrängt dabei Hydraulikmedium über die Leitung 128 und das geöffnete Ventil 126 in den Ausgleichsbehälter. Gleichzeitig wird über den Fortsatz 114 der Druckstangenkolben (DK) 109 nach links bewegt. Der sich in der Druckkammer 103 ergebende Druck kann bei geöffneten 2/2-Wege-Ventil 130 den gegen Federdruck arbeitenden Kolben des Wegsimulator 131 mit Druck beaufschlagen. Mit anderen Worten ist bei dieser Aufführung der Wegsimulator 131 vom Druck im DK-Kreis gesteuert und kann über das 2/2-Wegeventil abgeschaltet werden. Hierbei wird der aufgebaute Druck vom Druckgeber gemessen und die Messwerte einer (nicht dargestellten) Auswerteeinheit (ECU) zugeführt. Der vom Fahrer gewünschte Druck bzw. die sich daraus ergebende Bremswirkung wird z.B. über einen Wegsensor 119 am Bremspedal festgestellt, dessen Messwerte der ECU zugeführt und mit den Werten des Druckgebers verglichen werden. Die Funktionsfähigkeit des Wegssimulators 131 kann dabei über eine Einrichtung mit zwei zwischen Bremspedal 118 und Kolben 113 relativ zueinander beweglichen und über ein elastisches Glied gegeneinander abgestützten Elementen erfolgen, deren Reativbewegung von zwei Wegsensoren (von denen hier nur einer dargestellt ist) gemessen und von der ECU ausgewertet wird. Alternativ kann auch das Signal des Wegsensors 119 mit dem Signal des Druckgebers 133 verglichen werden und bei einer nicht plausiblen Zuordnung die BKV-Funktion abgeschaltet werden und als Warnanzeige gemeldet werden.
Für den Fall, dass der Verstärker ausfällt (Rückfallebene), kann das 2/2-Wegeventil 128 geschlossen werden, damit das von den Kolben 109 bzw. 113 verdrängte Volumen voll zur Druckerzeugung verwendet wird, wobei das in der weiteren Kolben-Zylinder-Einheit 111 verdrängte Hydraulikvolumen als zusätzliche Volumen den Bremskreisen zugeführt wird. Die Steuerung des Magnetventils 128 kann dabei über den Druckgeber 133 erfolgen, so dass z.B. eine Einspeisung von Hydraulikmedium in den Bremskreis nur bis ca. 20 bar erfolgt. Auch die Steuerung des Druckabbaues kann über dieses Magnetventil, wie bereits erwähnt, erfolgen.
Die Kolben-Zylinder-Einheit kann auch aus zwei Einheiten parallel zur Achse, z.B. außerhalb des THZ, dargestellt werden, was sich vorteilhaft auf die Baulänge auswirkt.
Bezugszeichenliste

1: Elektro-Motor
1 a: Rotor mit Spindelmutter
2: Spindel
2 a: Polstück der Spindel
3: Druckstangenkolben DK
4: Tandemhauptbremszylinder
5: Pedalstößel
5 a: Pol am Hilfskolben
5 b: Übertragungsstößel
5 c: Übertragungselement
6: Hilfskolben
6 a: Erstes Pleuel
6 b: Drehachse Gelenkträger
6 c: Zweite Pleuel
6 d: Gelenkträger
7: Leerweg (s) am Pedalstößel
8: Wegsimulator bzw. Wegsimulatorgehäuse
8a: Wegsimulatorkolben
8b: Wegsimulatorfeder
10: Bremspedal bzw. Betätigungseinrichtung
11: Pedalwegsensor
12: Druckgeber
13: Schaltventile
14: Erste Kupplung
15: Drehwinkelsensor
16: Permanentmagnet
16 a: Magnetgehäuse
17: Spindelrückstellfeder
18: Druckregel MV S_D
17: Rückschlagventil
19: Drossel
20: Rückstellfeder für Hilfskolben
21: Schwimmkolben SK
22: Trennventil für Wegsimulator
23: Rückstellfeder für Druckstangenkolben
24: Speicherkammer
26: Zweite Kupplung
27: 2/2-Wege-Magnetventil für Speicherkammer
27 a: 2/2-Wege-Magnetventil für Leerwegsteuerung
28: DK Bremskreis
29: Leitung zum Wegsimulator
29 a: Leitung zum Vorratsbehälter
30: Einspeisventil S_E bzw. 2/2-Wege-Ventil
31: Sensorgehäuse
32: Leiterplatte oder Folie
33: Sensor BE von Drehwinkelsensor
33 a: Sensor BE von Pedalwegsensor
34: Magnet
35: Rotor
36: Zahnrad
37: Zahnstange
38: Abschirmblech
39: el. Anschluss
40: Vorratsbehälter
41: Gehäuse für Hilfskolben
42: Gehäusezwischenteil
43: DK Kolbenanschlag
45: Leitung
101: Betätigungsvorrichtung
102: Kolben-Zylinder-Einheit bzw. Tandemhauptzylinder (THZ)
103: Druckkammer
104: Druckkammer
105: Ausgleichsbehälter
106: Gehäuse
107: Feder
108: Feder
109: Kolben (DK)
110: Kolben (SK)
111: Kolben-Zylinder-Einheit
112: Zylinderteil
112a: Druckkammer
113: Kolben
114: Fortsatz
115: Öffnung
116: Zwischenwand
117: Betätigungseinrichtung
118: Bremspedal
119: Pedalwegsensor
122: Gestänge
125: Hydraulikleitung
126: 2/2-Wegeventil
127: Ringnut
128: Hydraulikleitung
129: Rückschlagventil
130: 2/2-Wegeventil
131: Wegsimulator
132: Hydraulikleitung
133: Drucksensor bzw. Druckgeber
135: HCU

Claims

Betätigungsvorrichtung für eine Fahrzeug-Bremsanlage, mit einer ersten Kolben-Zylinder-Einheit (4), deren mindestens einer Arbeitsraum über zumindest eine Hydraulikleitung mit mindestens einer Radbremse des Fahrzeuges zu verbinden ist, ferner mit einer elektro-mechanischen Antriebseinrichtung und einer Betätigungseinrichtung (10, 5), wobei die Betätigungsvorrichtung eine weitere Kolben-Zylinder-Einheit (6, 41) aufweist, deren Kolben (6) mittels der Betätigungseinrichtung (10, 5) betätigbar ist und der über eine Verbindungseinrichtung mit einem Kolben der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (4) verbunden ist dadurch gekennzeichnet, dass mittels der weiteren Kolben-Zylinder-Einheit (6, 41) ein Wegsimulator (8) betätigbar ist, der über eine hydraulische Leitung (29) mittels eines Trennventils (22) mit der weiteren Kolben-Zylinder-Einheit (6, 41) verbunden ist, wobei die weitere Kolben-Zylinder-Einheit (6, 41) über eine hydraulische Leitung (29) und ein Verbindungsventil (30) mit einer weiteren hydraulischen Leitung (28) verbunden ist, welche die erste Kolben-Zylinder-Einheit (4) mit der mindestens einen Radbremse verbindet.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Kolben-Zylinder-Einheit (6, 41) konzentrisch zur ersten Kolben-Zylinder-Einheit (4) angeordnet ist.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Kolben-Zylinder-Einheit (6, 41) außerhalb einer Achse der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (4) angeordnet ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Kolben-Zylinder-Einheit (6, 41) über ein Getriebe oder eine Hebel- oder Gelenkverbindung (6a,6b,6c,6d) mit der Betätigungseinrichtung (10) verbunden ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in eine hydraulische Verbindung zwischen der weiteren Kolben-Zylinder-Einheit (6, 41) und einem Vorratsbehälter (40) ein stromlos offenes Ventil (18) geschaltet ist.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung des stromlos offenen Ventils (18) eine Funktion der Signale (Weg und/oder Geschwindigkeit) zumindest eines Pedalwegsensors (11) ist.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die hydraulische Leitung (29) zum Wegsimulator (8) eine Drossel (19) mit Rückschlagventil (17) geschaltet ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung zumindest eine Kupplung (14,26), nämlich eine Magnetkupplung aufweist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer hydraulischen Verbindung zwischen der weiteren Kolben-Zylinder-Einheit (41,6) und zumindest einem Arbeitsraum der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (4) ein jeweils stromlos geschlossenes Ventil (30) vorgesehen ist.