CN103347754A - 用于监控制动踏板的位置和运动的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用在机动车的制动系统内用于监控制动踏板的位置和运动的装置，该装置包括制动操纵单元（1），该制动操纵单元具有制动助力器（2），该制动助力器具有助力器壳体（4），该助力器壳体通过至少一个可利用气动压差加载的轴向可动壁（7）划分为至少一个真空室（9）和至少一个工作室（8），其中可动壁（7）由支承在控制壳体（14）上的膜片盘（10）和贴靠在膜片盘上的膜片（11）形成。制动操纵单元还具有固定在制动助力器（2）上且具有壳体（32）的主缸（3），和至少一个可在主缸内部直线移动的活塞。所述装置还包括用于监控制动踏板的位置的位置发生器（34），该位置发生器向可与电子控制单元连接的传感器元件（35）发送信号。位置发生器（34）设置在支承件（37）上，该支承件与控制壳体（14）或由控制壳体（14）支承的可动壁（7）的运动相耦合，且在传感器元件（35）的壳体（36）中被引导。传感器元件（35）的壳体（36）的第一壳体区段（39）以真空密封的方式穿过助力器壳体（4）和主缸（3）的壳体（32）。

Description

用于监控制动踏板的位置和运动的装置
背景技术
用于监控制动踏板的位置和运动的装置原则上是已知的。
例如，DE102008020A1公开了一种具有活塞的主缸装置，其中为了共同的运动，活塞始终与位置检测棒耦联。该棒在缸壳体中在与第一气缸孔平行的导向井中被可移动地引导，该导向井具有位置检测结构以用于借助于位置检测传感器检测该棒的位置。
此外，DE10323655A1公开了一种制动助力器，该制动助力器具有拉伸螺杆以及具有内置在其中的用于切换制动信号灯的装置，该装置具有相对于制动助力器固定的传感器或开关，该传感器或开关与膜片盘相对于拉伸螺杆的移动相关地传导开关信号。DE10323655A1的另一个实施方案描述了密封地固定在接纳部中的传感器，其中接纳部具有电子模块和机械模块。机械模块接纳了用于膜片盘的可伸缩式传感元件。
已知的装置在组装和构件数量方面被视作不利的。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供另一种用于监控制动踏板的位置和运动的装置，该装置能够简单地组装且具有减少的构件数量。
该目的根据本发明通过这样一种用在机动车的伺服控制的制动系统内用于监控制动踏板的位置和运动的装置来实现，所述装置包括制动操纵单元，该制动操纵单元具有制动助力器，该制动助力器具有助力器壳体，该助力器壳体通过至少一个利用气动压差可加载的轴向可动壁划分为至少一个真空室和至少一个工作室，其中可动壁通过支承在控制壳体上的膜片盘和贴靠在膜片盘上的膜片形成，以及该制动操纵单元还具有固定在制动助力器上且具有壳体的主缸，以及还具有至少一个能在主缸内部直线移动的活塞；以及所述装置还包括用于监控制动踏板的位置的位置发生器，所述位置发生器朝可与电子控制单元连接的传感器元件发送信号，其中所述位置发生器设置在支承件上，所述支承件与控制壳体的运动或者与由控制壳体支承的可动壁相耦合，该支承件在传感器元件的壳体中被引导，且其中所述传感器元件的壳体的第一壳体区段以真空密封的方式穿过助力器壳体和主缸的壳体。由此得到的优点是，传感器元件的壳体以及位置发生器在维护时可在花费不大的情况下更换。
根据本发明的有利的改进方案，这种可更换性简单地以如下方式实现：传感器元件的壳体借助于固定件以可拆卸的方式固定在主缸的壳体上。
根据有利的实施方案，可设置保持销作为固定件。
为了密封，优选在主缸的壳体和助力器壳体之间设置包围传感器元件的壳体的密封环。
根据本发明的有利的实施方案，传感器元件的壳体利用第二壳体区段伸出制动操纵单元，其中传感器元件布置在第二壳体区段中，在第二壳体区段上形成了用于与电子控制单元连接的插接元件。因此，传感器元件可以简单地与电子控制单元连接。此外，传感器元件的壳体的该布置已被证明在封装方面是最佳的。
优选设置霍尔传感器作为传感器元件以及设置磁体作为位置发生器。然而也可以使用其它方法例如光学方法或感应方法来进行位置检测。
为了能够简单地补偿构件的公差，根据本发明的有利的改进方案提出，磁体布置在支承件的第一端部上且借助于压紧连接来与支承件连接。
根据本发明的有利的实施方案，位置发生器的运动与可动壁的膜片盘的运动相耦合。
本发明的备选的有利的实施方案提出，位置发生器的运动与控制壳体的运动相耦合。
在此优选可以设置另一个磁体用于耦合位置发生器的运动，该另一个磁体布置在支承件的第二端部上且借助于压紧连接与支承件连接。另一个磁体的这种布置额外地改进了构件公差的补偿。
为了执行与控制壳体的耦合，根据本发明的有利的实施方案，在控制壳体上设置了金属元件用于与另一个磁体相耦合。
本发明的一个备选实施方案提出，为了耦合位置发生器的运动而设置了复位弹簧，该复位弹簧将支承件预压在控制壳体上或者预压在由控制壳体支承的可动壁上。
复位弹簧优选在一端支承在传感器元件的壳体的导向井的底面上而在另一端支承在支承件上。
附图说明
由从属权利要求和随后根据附图对两个实施例的说明得到本发明的其它特征、优点和应用可能性。分别极其简化地以及以剖视图示出：
图1以纵剖视图示出已知的制动操纵单元；
图2示出根据本发明的装置的第一实施例的剖视图；
图3示出根据本发明的装置的第二实施例的剖视图；以及
图4示出当调节支承件上的磁体位置时根据图2的第一实施例的剖视图。
具体实施方式
图1以纵剖视图示出机动车制动系统的制动操纵单元1，该制动操纵单元具有制动助力器2和固定在制动助力器上的主缸3，该机动车制动系统可用于根据本发明监控制动踏板的位置和运动。
仅示意性示出的制动助力器2的助力器壳体4包括第一壳体半部5和第二壳体半部6，所述壳体半部借助于成型技术措施——例如喷压（Lancieren）——而彼此力锁合地压紧。助力器壳体4通过利用气动压差可加载的轴向可动壁7划分为工作室8和真空室9。可动壁7通过例如由金属板经深冲形成的膜片盘10和贴靠在该膜片盘上的柔性膜片11形成，该膜片形成了在膜片盘10的外圆周和助力器壳体4之间的具有卷边31的真空助力膜，该真空助力膜用作两个室8、9相对彼此的密封件以及两个室8、9相对大气的密封件。
通过输入元件12可操纵的控制阀13安置在控制壳体14中，该控制壳体在助力器壳体4中密封地被引导且支承可动壁7，且该控制壳体由形成在控制壳体14上的第一密封座15、形成在与输入元件12连接的阀活塞17上的第二密封座16以及与两个密封座15、16共同作用的阀体18组成，所述阀体借助于阀弹簧19压向/压靠在阀座15、16上。像从图1可看出的那样，阀弹簧19支承在布置在控制壳体14中的保持套筒20上。工作室8可通过侧向在控制壳体14中延伸的通道21与真空室9连接。此外，输入元件12与未示出的制动踏板连接。
制动力通过在端侧贴靠在控制壳体14上的橡胶弹性的反应盘22以及具有顶部凸缘23和压力蘑菇头25的推杆24传递至制动系统的主缸3的操纵活塞上，该主缸安置在制动助力器2的真空侧的端部上。施加于输入元件12上的输入力借助于阀活塞17传递至反应盘22上。
在附图中示意性示出的且支承在助力器壳体4的真空侧端壁上的复位弹簧26将可动壁7保持在示出的初始位置中。此外，设置了回位弹簧27，其布置在输入元件12和保持套筒20之间，且其力用于相对于阀体18预压紧阀活塞17或阀活塞的阀座16。
为了能够在操纵控制阀13时使工作室8与大气连接，最后在控制壳体14中形成了大致径向延伸的通道28。在制动过程的末尾阀活塞17的返回运动在此通过横向元件29限制，该横向元件在附图示出的制动助力器的释放位置中贴靠在密封地在助力器壳体4中引导控制壳体14的滑动密封环30上。可选地，横向元件29也可以直接地施加/止靠在助力器壳体4上。
固定在制动助力器2上且未详细示出的主缸3例如可以通过所谓的柱塞结构方式具有位置固定地布置在壳体32中且以密封唇口贴靠在活塞壁上的密封套环用于密封压力室，所述主缸具有壳体32以及具有至少一个在壳体中可直线移动的活塞。
在布置在主缸3上的压力介质贮存器33和未示出的轮制动器之间发生压力降的情况下，密封套环的密封唇口能沿轮制动器的方向被溢流。
图2和3分别示出了根据本发明的装置的第一实施例的剖视图，所述装置用于监控用在机动车的伺服控制的制动系统内的制动踏板的位置和运动，该装置主要用于制动报警信号灯的切换。
该装置包括如在图1中示例性示出的且前文描述的制动操纵单元1。
此外，为了监控制动踏板的位置和运动而设置了位置发生器34，该位置发生器向传感器元件35发射信号。传感器元件35可与未示出的电子控制单元连接。
为了能够在维护中在花费小的情况下更换传感器元件35和/或其由塑料制成的真空密闭的壳体36以及位置发生器34，在图2和3示出的两个实施例中，位置发生器35设置在支承件37上，该支承件与控制壳体14的运动相耦合或者与被控制壳体14支承的可动壁7相耦合，在传感器元件35的壳体36的导向井53中引导该支承件。
如从图2和3中可知，传感器元件35的壳体36利用第一壳体区段39以真空密封方式穿过助力器壳体4和/或其第二壳体半部6以及主缸3的壳体32的固定凸缘38。
为了固定壳体36，设置了弹性的保持销40，该保持销插入在壳体36和固定凸缘38之间。为此，固定凸缘38和第一壳体区段39分别具有大致对应于保持销40的一半形状的凹部41、42，该凹部在壳体36被安装时覆盖彼此。因此可简单地拆卸壳体36并进而也能在花费不太大的情况下更换位置发生器34或支承件37。代替保持销，也可以使用其它合适的固定件，例如螺栓/螺钉等。
如从图2和3可看到的那样，为了密封壳体36也可以在固定凸缘38和制动助力器的壳体之间设置包围壳体36的密封环54，该密封环布置在固定凸缘38的凹部43中且贴靠在第一壳体区段38、第二壳体半部6和固定凸缘38的表面上。
因为传感器元件35的壳体36利用其第二壳体区段44伸出制动操纵单元1且传感器元件35布置在第二壳体区段44中，所以可以简单地通过在第二壳体区段44上形成插接元件45而形成与电子控制单元的连接。传感器元件35的壳体36的该布置此外被证明是封装最佳的。
设置了霍尔传感器作为传感器元件35以及磁体作为位置发生器34。然而在本发明的框架内也可以利用其它方法例如光学方法或感应方法来执行位置检测并使用/安装相应的构件。
作为位置发生器34的磁体布置在支承件37的第一端部47上，该支承件例如由塑料形成，且具有凹部47，以便借助于压紧连接来接纳磁体34。这种布置的优点在于，能够简单地补偿构件的公差且能够简单地将磁体34固定在支承件37中。
下面探讨根据图2和图3的两个实施例的差别：根据图2中示出的本发明的第一实施例，位置发生器34的运动与可动壁7的膜片盘10的运动相耦合。在此设置了另一个磁体48，该另一个磁体布置在支承件37的第二端部49上的凹部50中，且同样借助于压紧连接与支承件37连接。这种布置额外地改进了构件公差的补偿。因此，单个的构件上的公差可以粗略地设计，这又导致成本优化。磁体34、48构造相同，从而支承件37可以对称地构造。因此排除了支承件37的错误安装。
在图3中示出的可选的实施例中，为了耦合位置发生器34的运动而设置了复位弹簧51，该复位弹簧朝着可动壁7预压紧支承件37。在此，复位弹簧51在一端支承在传感器元件35的壳体36的导向井53的底面52上，而在另一端支承在支承件37上或者支承在设置在支承件37上的肩部上。
图4示出当调节支承件37上的磁体位置时根据图2的第一实施例的剖视图。在获取和调节压力蘑菇头25和助力器壳体4和/或第二壳体半部6之间的作用尺寸F时，也测量图4中示出的距离A和B的值。如从图4中可看到的，距离A表示作为位置发生器34的磁体与第二壳体半部6之间的距离。距离B表示作为位置发生器34的磁体与膜片盘10之间的距离。
在获取A和B的值之后，通过支承件37中两个磁体34、38的移动相应地调节这两个值。这种调节减小了传感器元件35的切换点的公差。
其它未示出的备选实施例提出，位置发生器34的运动与控制壳体14的运动相耦合。在此另一个磁体48和/或通过复位弹簧51预加应力的支承件37直接地抵靠在控制壳体14上。
为了将另一个磁体48与由塑料制成的控制壳体14相耦合，在该控制壳体上设置了金属元件。
所有描述的实施例的优点在于，在维护情况下可更换壳体36和位置发生器34，以及通过磁体位置的调节得到小的切换公差。此外，仅需要少的和简单的构件用于制动信号灯切换功能，这些构件能简单地组装。此外，构件可以具有大的公差。
附图标记列表
1制动操纵单元
2制动助力器
3主缸
4助力器壳体
5第一壳体半部
6第二壳体半部
7可动壁
8工作室
9真空室
10膜片盘
11膜片
12输入元件
13控制阀
14控制壳体
15第一密封座
16第二密封座
17阀活塞
18阀体
19阀弹簧
20保持套筒
21通道
22反应盘
23顶部凸缘
24推杆
25压力蘑菇头
26复位弹簧
27回位弹簧
28通道
29横向元件
30滑动环密封件
31卷边
32壳体
33压力介质贮存器34位置发生器
35传感器元件
36壳体
37支承件
38固定凸缘
39壳体区段
40保持销
41凹部
42凹部
43凹部
44壳体区段
45插接元件
46端部
47凹部
48磁体
49端部
50凹部
51复位弹簧52底面
53导向井
54密封环

Claims (13)

1.一种用在机动车的制动系统内用于监控制动踏板的位置和运动的装置，所述装置包括：
制动操纵单元（1），所述制动操纵单元具有制动助力器（2），所述制动助力器具有助力器壳体（4），所述助力器壳体通过至少一个可利用气动压差加载的轴向可动壁（7）划分为至少一个真空室（9）和至少一个工作室（8），其中所述可动壁（7）由支承在控制壳体（14）上的膜片盘（10）和贴靠在所述膜片盘上的膜片（11）形成，所述制动操纵单元还具有固定在所述制动助力器（2）上并且具有壳体（32）的主缸（3），以及还具有至少一个能够在所述主缸内部直线移动的活塞；以及所述装置还包括用于监控所述制动踏板的位置的位置发生器（34），所述位置发生器向传感器元件（35）发送信号，所述传感器元件能与电子控制单元连接，其中所述位置发生器（34）设置在支承件（37）上，所述支承件与所述控制壳体（14）的运动相耦合或者与由所述控制壳体（14）支承的可动壁（7）相耦合，且所述支承件在所述传感器元件（35）的壳体（36）中被引导，且其中所述传感器元件（35）的壳体（36）利用第一壳体区段（39）以真空密封的方式穿过所述助力器壳体（4）和所述主缸（3）的壳体（32）。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器元件（35）的壳体（36）借助于固定件以可拆卸的方式固定在所述主缸（3）的壳体（32）上。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，设置保持销（40）作为所述固定件。
4.根据上述权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，为了密封而在所述主缸（3）的壳体（32）与所述助力器壳体（4）之间设置了密封环（54），该密封环包围所述传感器元件（35）的壳体（36）。
5.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述传感器元件（35）的壳体（36）以第二壳体区段（44）从所述制动操纵单元（1）伸出，其中所述传感器元件（35）布置在所述第二壳体区段（44）中，在所述第二壳体区段上形成了用于与所述电子控制单元连接的插接元件（45）。
6.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，设置霍尔传感器作为所述传感器元件（35），且设置磁体作为所述位置发生器（34）。
7.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述磁体布置在所述支承件（37）的第一端部（46）上且借助于压紧连接与所述支承件（37）连接。
8.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述位置发生器（34）的运动与所述可动壁（7）的所述膜片盘（10）的运动相耦合。
9.根据上述权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述位置发生器（34）的运动与所述控制壳体（14）的运动相耦合。
10.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，为了耦合所述位置发生器（34）的运动而设置了另一个磁体（48），所述另一个磁体布置在所述支承件（37）的第二端部（49）上且借助于压紧连接与所述支承件（37）连接。
11.根据权利要求8和9所述的装置，其特征在于，为了与所述另一个磁体（48）相耦合，在所述控制壳体（14）上设置有金属元件。
12.根据上述权利要求1至9中任一项所述的装置，其特征在于，为了耦合所述位置发生器（34）的运动而设置了复位弹簧（51），所述复位弹簧将所述支承件（37）预压在所述控制壳体（14）或者由所述控制壳体（14）支承的可动壁（7）上。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述复位弹簧（51）在一端支承在所述传感器元件（35）的所述壳体（36）的导向井（53）的底面（52）上且在另一端支承在所述支承件（37）上。
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