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Die
Erfindung betrifft eine Bremsbetätigungsvorrichtung
mit einem Bremspedalhebel, der mit einem Bremszylinder kraftleitend
verbunden ist, um über
den Bremspedalhebel einen im Bremszylinder angeordneten Kolben zu
betätigen.
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Es
sind verschiedene Bremssysteme, insbesondere für Kraftfahrzeuge bekannt, die
mit einem pneumatischen, hydraulischen oder elektrohydraulischen
Bremskraftverstärker
arbeiten und bei denen über
einen Bremspedalhebel sowie gegebenenfalls den zugehörigen Bremskraftverstärker ein
Kolben an einem Bremszylinder betätigt wird. Die Bremszylinder
werden dabei auch als Hauptbremszylinder bezeichnet und weisen,
wenn es sich um zweikreisige Bremssysteme handelt, zwei in der Regel
gleichzeitig verschiebbare Kolben auf.
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An
die Bremssysteme wird heute bereits die Anforderung gestellt, dass
ein Blockieren von Rädern des
zugehörigen
Kraftfahrzeugs verhindert und ferner auch ein aktiver Bremsmomentenaufbau
möglich ist,
um den Fahrer des Kraftfahrzeugs beispielsweise bei einer Notbremsung
zu unterstützen.
Zukünftig kommt
an die Bremssysteme ferner die Anforderung, dass das Bremsmoment
völlig
unabhängig
von der Fahrervorgabe auch vollständig unterdrückt werden kann,
um insbesondere bei Hybridfahrzeugen die bei einem Abbremsen frei
werdende Leistung zu rekuperieren.
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Bekannte
Bremssysteme mit fahrerunabhängiger
Beeinflussung des Bremsmoments basieren darauf, den hydraulischen
Druck in Radbremskreisen durch Pumpen und Ventile zu variieren.
Es ist dazu ein sogenannter Ventilblock vorgesehen, der unabhängig von
einer Pedalbetätigung
durch den Fahrer angesteuert werden kann. Zu dieser Ansteuerung
ist es notwendig den Bremszylinder von den Radbremskreisen hydraulisch
zu trennen. Hierzu werden Eingangsventile am Ventilblock geschlossen,
sodass die Radbremsdrücke
dahinter entsprechend geregelt werden können.
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Für den Fahrer
des Kraftfahrzeugs ist dieser Abtrenn- und Regelungsvorgang jedoch
irritierend, da sich das Bremspedalgefühl grundlegend ändert. Durch
die geschlossenen Eingangsventile ist kein weiteres Durchtreten
des Bremspedals mehr möglich,
bis vom Bremssystem ein Druckanstieg im Bremszylinder erkannt und
die Eingangsventile wieder geöffnet
werden. Dem Fahrer wird zunächst
ein Defekt des Bremssystems suggeriert. Da ein derartiges Einbremsen
bei heutigen Bremssystemen jedoch vergleichsweise selten erfolgt,
kann diese Irritation des Fahrers derzeit noch akzeptiert werden.
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In
Zukunft werden hingegen insbesondere bei Hybridfahrzeugen, die bei
jeder Bremsung die kinetische Energie rekuperieren sollen und bei
denen somit die Radbremsen möglichst
nicht aktiv sein sollen, die Anforderungen hinsichtlich eines „natürlichen" Verhaltens des Bremssystems
erheblich höher sein.
Diese Anforderungen können
mit konventionellen Bremssystemen nicht mehr dargestellt werden. Selbst
bei Bremssystemen, die eine sogenannte Drive-By-Wire-Funktionalität aufweisen,
was eine vollständige
Entkopplung von Bremswertgeber am Bremspedal und Bremsdruckregelung
bedeutet, ergeben sich hinsichtlich dieser Anforderungen derzeit nicht
unerhebliche Probleme. Bei den Drive-By-Wire-Bremssystemen wird das Pedalgefühl zwar
mit einem Pedalsimulator nachgebildet, dies gelingt aber nur in
begrenztem Maß.
Es bleibt bei einem vergleichsweise synthetischen Pedalgefühl. Darüber hinaus
sind die derartig gestalteten Bremssysteme vergleichsweise komplex
und hinsichtlich Kosten und Qualität kritisch.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung eine Bremsbetätigungsvorrichtung für ein Bremssystem, insbesondere
eines Kraftfahrzeugs, bereitzustellen, bei dem die oben genannten
Nachteile überwunden und
eine von der Bremspedalbetätigung
im Wesentlichen unabhängige
Bremsdruckmodellierung ohne Verlust des natürlichen Pedalgefühls möglich ist.
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Die
Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer eingangs
genannten Bremsbetätigungsvorrichtung gelöst, bei
der zwischen dem Kolben des Bremszylinders und dem Bremspedalhebel
ein Aktuator zwischengeschaltet ist, der während einer Betätigung des
Bremspedalhebels die Weglänge
der kraftleitenden Verbindung zwischen dem Bremspedalhebel und dem
Kolben des Bremszylinders verändert.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Aktuator
wird eine Korrektur des Pedalweges zur anliegenden Pedalkraft vorgenommen.
Die gewohnte Zuordnung von Pedalkraft und Pedalweg wird entkoppelt.
Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß der Betätigungsweg am Bremszylinder
bzw. Hauptbremszylinder relativ zum Bremspedal verändert. Dadurch
kann beispielsweise erreicht werden, dass sich das Bremspedal bei
unveränderter
Pedalkraft nicht bewegt, obwohl innerhalb des Bremssystems am Kolben
des Bremszylinders eine Verstellung und damit ein Druckaufbau oder
ein Druckabbau vorgenommen wird. Erfindungsgemäß wird also ein System vorgeschlagen,
das in der Lage ist innerhalb der Bremsbetätigungseinrichtung (d.h. zwischen
Bremspedal und Hauptbremszylinder) den Betätigungsweg am Hauptbremszylinder
relativ zum Bremspedal zu verändern. Damit
sich das Bremspedal bei unveränderter
Pedalkraft nicht bewegt, kann beispielsweise ein Mechanismus vorgesehen
sein, der die entstehende Wegdifferenz unter Abstützung der
in der Betätigungseinrichtung
vorhandenen bzw. entstehenden Kraft ausgleicht.
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Die
Kraftdifferenz zwischen der am Bremspedal vom Fahrer aufgebrachten
Kraft und der am Kolben des Bremszylinders erzeugten Kraft kann
erfindungsgemäß auf verschiedene
Art und Weise kompensiert werden. Die Kraft kann zum einen vom erfindungsgemäßen Aktuator
kompensiert werden, wobei dieser die Kompensation insbesondere zumindest
annähernd
abhängig
vom relativen Verstellweg des Kolbens, aber unabhängig vom
Pedalweg vornimmt.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bremsbetätigungsvorrichtung
ist an dieser dem Bremspedalhebel und dem Bremszylinder ein Bremskraftverstärker zwischengeschaltet und
der erfindungsgemäße Aktuator
verändert
die Weglänge
zwischen dem Bremspedalhebel und einem beweglichen Element des Bremskraftverstärkers. Mit
dem Aktuator ist auf diese Weise ein Pedalwegsteller geschaffen,
welcher zum Verstellen der Lage des Bremspedalhebels relativ zum
Bremskraftverstärker
dient. Der Bremskraftverstärker
kann bei dieser Anordnung zur Bremskraftverstellung bzw. Kompensation
der Kraftdifferenz zwischen am Bremspedal aufgebrachter Kraft und
am Kolben des Bremszylinders gewünschter
Kraft genutzt werden. Dies ist beispielsweise möglich, indem der Bremskraftverstärker von
einer Steuereinrichtung des Bremssystems aktiv angesprochen wird.
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Alternativ
ist bei der erfindungsgemäßen Bremsbetätigungsvorrichtung
vorteilhaft dem Bremspedalhebel und dem Bremszylinder ein Bremskraftverstärker zwischengeschaltet
und der Aktuator verändert
die Weglänge
zwischen einem beweglichen Element des Bremskraftverstärkers und
dem Kolben des Bremszylinders. Der derartige Aktuator dient zum
Verstellen der Lage des Bremspedalhebels relativ zum Bremszylinder über den
Bremskraftverstärker hinweg.
Dabei hat die Anordnung den Vorteil, dass der Fahrer bei einem Betätigen des
Bremspedals unmittelbar auf den Bremskraftverstärker einwirkt und daher ein
nahezu vollständig
natürliches
Pedalgefühl erzeugt
wird.
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Diese
Wirkung kann besonders gut mit einem pneumatischen Bremskraftverstärker erzeugt werden.
Es wird daher erfindungsgemäß bevorzugt, dem
Bremspedalhebel und dem Bremszylinder einen solchen pneumatischen
Bremskraftverstärker
zwischenzuschalten. Mit einem pneumatischen Bremskraftverstärker kann
ferner durch Variieren des Unterdrucks im Bremskraftverstärker die
oben genannte Kompensation der Kraftdifferenz zwischen der am Bremspedal
anliegenden Kraft und der am Bremszylinder gewünschten Kraft erreicht werden.
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Alternativ
zu einem pneumatischen Bremskraftverstärker kann zwischen dem Bremspedalhebel und
dem Bremszylinder vorteilhaft auch ein elektromechanischer Bremskraftverstärker eingesetzt
sein. Dieser kann ebenfalls zur Kompensation der oben genannten
Kraftdifferenz ferngesteuert werden.
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Besonders
vorteilhaft ist eine erfindungsgemäße Bremsbetätigungsvorrichtung dadurch
weitergebildet, dass dem Bremspedalhebel und dem Bremszylinder ein
Bremskraftverstärker
zwischengeschaltet ist, der aus einer Kombination eines elektromechanischen
und eines pneumatischen Verstärkers gebildet
ist. Bei dieser Anordnung kann der erfindungsgemäße Aktuator derart in die Anordnung
integriert sein, dass er zwischen den beiden Bremskraftverstärkern eingreift,
wobei ferner der Bremspedalhebel dann unmittelbar auf den pneumatischen Bremskraftverstärker einwirken
sollte. Mit der derartigen Bremsbetätigungsvorrichtung wird dem
Fahrer ein besonders natürliches
Pedalgefühl
vermittelt und zugleich kann mit dem elektromechanischen Bremskraftverstärker schnell,
präzise
und mit hoher Dynamik eine Bremskraftverstellung vorgenommen werden.
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Um
eine besonders kompakte Bauform der erfindungsgemäßen Bremsbetätigungsvorrichtung zu
erzielen, ist es vorteilhaft den Aktuator innerhalb des Kraftflusses
nicht in Reihe zu schalten, sondern die Wirkrichtungen des Aktuators
und des Kolbens des Bremszylinders im Wesentlichen parallel zueinander
auszurichten.
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Aus
Bauraumgründen
ist ferner ein Einkoppeln des erfindungsgemäßen Aktuators in die Bremsbetätigungsvorrichtung
mit Hilfe eines Wippenhebels vorteilhaft, der ein Übertragungselement
zwischen dem Bremspedalhebel und dem Kolben des Bremszylinders bildet.
An diesem Wippenhebel kann der erfindungsgemäße Aktuator dann derart angreifen, dass
er die Drehlage des Wippenhebels relativ zum Bremspedalhebel verändern kann.
So kann an dem genannten Wippenhebel beispielsweise direkt oder indirekt
sowohl der Bremspedalhebel als auch der Bremszylinder angelenkt
sein. Durch Verstellen der Neigung des Wippenhebels relativ zur
Neigung des Bremspedalhebels kann dann die erfindungsgemäße Weglängenverstellung
vorgenommen werden.
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Ferner
ist es bei der erfindungsgemäßen Bremsbetätigungsvorrichtung
vorteilhaft, eine Federeinrichtung vorzusehen, deren Federkraft
beim Verändern
der Weglänge
der kraftleitenden Verbindung zwischen dem Bremspedalhebel und dem
Kolben des Bremszylinders mittels des Aktuators verändert wird.
So kann beispielsweise zwischen dem Bremspedalhebel und dem Bremszylinder
direkt oder indirekt eine Kopplung mittels eines Mehrgelenks gestaltet
sein, an dem die Federeinrichtung angreift. Der erfindungsgemäße Aktuator
sollte dann die relative Lage der Elemente des Mehrgelenks unter
gleichzeitiger Vorspannung durch die Federeinrichtung verändern können. Bei
entsprechend richtiger Abstimmung der Gesamtanordnung kann auf diese
Weise erreicht werden, dass die Summe der Kolbenstangenkraft am Kolben
des Bremszylinders und der Federkraft beispielsweise konstant ist,
d.h. dass auch die Pedalkraft am Bremspedal konstant bleibt.
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Um
die genannten Steuerfunktionen und Verstellungen des Weges zwischen
Bremspedal und Kolben des Bremszylinders zu erzielen, sollte der
erfindungsgemäße Aktuator
insbesondere einen elektrischen Antrieb und einen mechanischen Abtrieb aufweisen.
Ein derart als elektromechanischer Aktuator gestalteter Steller
zeichnet sich bei einfacher Ansteuerbarkeit durch hohe Dynamik aus.
Vorteilhaft ist der Aktuator mit einem Elektromotor als Antrieb
und einem Getriebe zum Umsetzen der Drehbewegung des Elektromotors
in eine veränderbare
Lage des Bremspedals relativ zum Kolben im Bremszylinder versehen.
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Hinsichtlich
der erfindungsgemäß erzielten Vorteile
und besonderen Funktionalitäten
sei schließlich
noch angeführt,
dass mit dem erfindungsgemäßen Aktuator
und dessen Einbindung in eine Bremsbetätigungsvorrichtung vorteilhaft
auch folgende Funktion erreicht werden kann: Bei Ausfall eines Teils oder
des gesamten Bremssystems, welches der Bremsbetätigungsvorrichtung zugeordnet
ist, ist es mit dem erfindungsgemäßen Aktuator möglich, das Bremspedal
vom Bremszylinder weg zu bewegen und dadurch den möglichen
Betätigungsweg
des Bremspedals aktiv zu vergrößern. Für den nachfolgenden
Fall einer Notbetätigung
des Bremssystems steht dem Fahrer dann eine besonders lange Betätigungsstrecke
für das
Bremspedal zur Verfügung,
mit der dieser am Bremszylinder einen vergleichsweisen hohen Bremsdruck
bzw. eine weite Verstellung des Kolbens im Bremszylinder erzielen
kann. Die Notbremseigenschaften des Bremssystems können dadurch
erheblich verbessert werden.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Bremsbetätigungsvorrichtungen anhand
der beigefügten
schematischen Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigt:
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1 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Bremsbetätigungsvorrichtung,
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2 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Bremsbetätigungsvorrichtung,
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3 eine
Modifikation des Ausführungsbeispiels
gemäß 2,
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4 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht eines dritten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Bremsbetätigungsvorrichtung
und
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5 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht einer vierten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Bremsbetätigungsvorrichtung.
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In 1 ist
ein erstes Ausführungsbeispiel einer
Bremsbetätigungsvorrichtung 10 veranschaulicht,
welche als wesentliche Elemente einen Bremspedalhebel 12,
einen Bremskraftverstärker 14 und einen
Bremszylinder 16 einschließt.
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Der
Bremspedalhebel 12 ist dabei bezogen auf 1 an
seinem oberen Endbereich mittels eines Stützlagers 18 an einem
Chassis 20 eines weiter nicht dargestellten Kraftfahrzeugs
schwenkbar gelagert. An dem Bremspedalhebel 12 greift ferner
in etwa der Mitte eines Hebelanordnung 22 an, und am bezogen
auf 1 unteren Abschnitt des Bremspedalhebels 12 ist
an diesem eine Pedalplatte 24 ortsfest angebracht, an der
ein Fahrer des Kraftfahrzeugs die (im übrigen nicht dargestellte)
Bremsanlage des Kraftfahrzeugs wahlweise betätigen kann.
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Bei
einer Betätigung
des Bremspedalhebels 12 wird die vom Fahrer an der Pedalplatte 24 aufgebrachte
Bremsbetätigungskraft
auf die Hebelanordnung 22 übertragen, welche sie an den
Bremskraftverstärker 14 und
von diesem an den Bremszylinder 16 zum Betätigen der
Bremse weiterleitet.
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Diese
Kraftleitung erfolgt insbesondere über eine Pedalstange 26 der
Hebelanordnung 22, welche an einem Ende wie erwähnt etwa
mittig am Bremspedalhebel 12 angelenkt ist. Die Pedalstange 26 führt zu einem
sich im Wesentlichen parallel zum Bremspedalhebel 12 erstreckenden
Wippenhebel 28, der seinerseits auf eine zum Bremskraftverstärker 14 gehörende Druckstange 30 einwirkt.
Der Wippenhebel 28 ist dazu mit einem Endbereich an der
Pedalstange 26 gelagert, mittig von der Druckstange 30 abgestützt und
an seinem anderen Endbereich mittels einer Spindelstange 32 gelagert,
welche zu einem ortsfest am Chassis 20 angeordneten Aktuator 34 gehört. Der Aktuator 34 weist
einen elektromotorischen Antrieb 36 auf, mittels dem die
Spindelstange 32 relativ zum Chassis 20 bewegt
werden kann.
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Diese
Bewegung des Wippenhebels 28 erfolgt während einer Betätigung des
Bremspedalhebels 12 durch einen Fahrer und führt dazu,
dass der Wippenhebel 28 in seiner Neigung relativ zum Bremspedalhebel 12 verstellt
wird. Bei der Verstellung wird ferner die Weglänge der kraftleitenden Verbindung zwischen
dem Bremspedalhebel 12 und der Druckstange 30 des
Bremskraftverstärkers 14 verändert. Durch
diese Veränderung
kann mittels des Aktuators 34 aktiv auf die Stellung des
Bremspedalhebels 12 relativ zu den beweglichen Elementen
des Bremskraftverstärkers 14 sowie
des dahinter liegenden Bremszylinders 16 eingewirkt werden.
So kann durch das Verstellen des Wippenhebels 28 mit dem
Aktuator 34 insbesondere auch die Weglänge zwischen einem (nicht dargestellten)
Kolben des Bremszylinders 16 und dem Druckpunkt des Bremspedalhebels 12 verändert werden.
Durch diese Veränderung
kann am Bremspedalhebel 12 ein herkömmliches, natürliches
Bremspedalgefühl
dem Fahrer übermittelt
werden, selbst wenn beispielsweise mit Hilfe eines aktiven Eingriffs
am Bremskraftverstärker 14 mittels
diesem auf den Bremszylinder 16 eine erhöhte oder
verringerte Bremskraft ausgeübt
wird.
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In 2 ist
ein zweites Ausführungsbeispiel einer
Bremsbetätigungsvorrichtung 10 dargestellt, welche
im Wesentlichen gleich aufgebaut ist, wie das in 1 veranschaulichte
Ausführungsbeispiel.
Bei der Bremsbetätigungsvorrichtung 10 gemäß 2 ist
lediglich der Bremskraftverstärker 14 nicht
als ein, wie in 1 gezeigt, aktiver pneumatischer
Verstärker
gestaltet, sondern als ein elektromechanischer Verstärker. Bei
diesem Verstärker
ist die Druckstange 30 als Spindelstange gestaltet, welche
von einem elektromotorischen Antrieb betätigbar ist.
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3 zeigt
schließlich
ein Ausführungsbeispiel
einer Bremsbetätigungsvorrichtung 10,
welche jener der 2 entspricht und lediglich im
Bereich der Druckstange 30 geringfügig modifiziert ist. Das Ausführungsbeispiel
gemäß 3 weist
an dieser Druckstange 30 nämlich eine wendelförmige Feder 38 auf,
und ist ferner so gestaltet, dass die Feder 38 bei einer
Betätigung
des Bremspedalhebels 12 übertreten werden kann. Im Fehlerfall
hat der Fahrer dann ähnlich
wie bei der in 1 dargestellten Lösung die Möglichkeit
direkt auf den Bremszylinder einzuwirken, während im Regelfall eine Bremskraftmodulation
mit dem Bremskraftverstärker 14 und
eine Pedalwegsimulation mit Hilfe des Aktuators 34 möglich ist. Für die dabei
erforderliche Ansteuerung des Bremskraftverstärkers 14 sowie des
Aktuators 34 sind geeignete (nicht dargestellte) Sensoren
vorzusehen, die beispielsweise als Drucksensor im Kraftfluss oder auch
als Wegsensor an den Stellgliedern ausgeführt sein können. Für die Sensierung und zum Generieren
des Pedalgefühls
kann ferner eine elastische Scheibe vorgesehen sein, wie sie auch
zur Ventilsteuerung in konventionellen Bremskraftverstärkern verwendet
wird.
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Da
erfindungsgemäß die gewohnte
Zuordnung von Pedalkraft zu Bremspedalweg nicht mehr gegeben ist,
wird mittels des Aktuators 34 der Pedalweg im Verhältnis zur
anlegenden Pedalkraft korrigiert. Soll beispielsweise im Bremssystem
Bremsdruck abgebaut werden, während
der Fahrer den Bremspedalhebel 12 betätigt, würde dies durch eine gezielte
Gegenkraft des Bremskraftverstärkers 14 realisiert.
Dem Fahrer würde
dadurch der Bremspedalhebel 12 entgegenkommen, obwohl er
die Pedalkraft nicht reduziert hat. Dies wird vom Fahrer als „verhärtetes" Pedal unangenehm
und irritierend wahrgenommen. Erfindungsgemäß kann hingegen durch das Zusammenspiel
von Bremskraftverstärkung
und Aktuatorverstellung dem Fahrer unabhängig vom Steuer- bzw. Regeleingriff
des Bremskraftverstärkers 14 eine
nahezu beliebige Pedalkraft-Pedalweg-Zuordnung eingestellt werden,
die insbesondere ein gewohntes Pedalgefühl generiert.
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Die
in 1 dargestellte Lösung mit einem aktiven pneumatischen
Bremskraftverstärker 14 ist hinsichtlich
dieses Pedalgefühls
besonders bevorzugt, da ein derartiger Bremskraftverstärker 14 in
den derzeitigen Fahrzeugen am weitesten verbreitet ist und daher
die Fahrer dessen besonderes Verhalten (und insbesondere sein Hysthereseverhalten)
allgemein gewohnt sind.
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Besonders
vorteilhaft ist ferner aber auch die in 4 veranschaulichte
Lösung,
bei der der Bremskraftverstärker 14 aus
einer Kombination eines pneumatischen Verstärkers 14a und eines
elektromechanischen Verstärkers 14b aufgebaut
ist. Der elektromechanische Verstärker 14b muss dann
nicht die gesamte Bremskraftunterstützung erzeugen, sondern moduliert
lediglich die Pedalkraft.
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In 5 ist
schließlich
ein Ausführungsbeispiel
dargestellt, bei der zur Kraftkompensation zwischen der am Bremspedalhebel 12 anliegenden
Kraft und der am Bremszylinder 16 erzeugten Kraft die Hebelanordnung 22 als
ein Mehrgelenk, insbesondere ein symmetrisches Viergelenk gestaltet
ist, welches mittels des Aktuators 34 federnd vorgespannt
werden kann. Das Ausnutzen einer federnden Vorspannung ist insbesondere
deshalb möglich,
weil zwischen der Pedalkraft und dem Bremsdruck (also der Kraft
am Kolben des Hauptbremszylinders) ein annähernd linearer Zusammenhang
besteht.
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Als
Verspanneinrichtung weist das in 5 dargestellte
Ausführungsbeispiel
an der Hebelanordnung 22 eine Kompensationsstange 40 auf,
die an einem Ende am Wippenhebel 28 angelenkt ist und ferner
an einem am Bremspedalhebel 12 ortsfest angebrachten Zapfen 42 verschiebbar
gelagert ist. Die Kompensationsstange 40 ist dabei mit
Hilfe zweier jeweils als Zugfeder wirkenden Kompensationsfedern 44 und 46 gegen
den Zapfen 42 vorgespannt. Die Kräfte der Kompensationsfedern 44 und 46 heben sich
in dieser Stellung in Richtung der Kompensationsstange 40 gegenseitig
auf und wirken daher nicht auf den Bremspedalhebel 12.
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Wird
der Wippenhebel 28 jedoch mit Hilfe des Aktuators 34 aus
seiner Ruhelage ausgelenkt, findet eine Relativbewegung zwischen
der Kompensationsstange 40 und dem Bremspedalhebel 12 statt. Es
wirkt dann von den Kompensationsfedern 44 und 46 eine
Federkraft auf den Bremspedalhebel 12 ein. Stellt beispielsweise
der Aktuator 34 die Kompensationsstange 40 bezogen
auf 4 nach links, so wird dadurch (bei gleichzeitig
unveränderter
Stellung des Bremspedalhebels 12) die Druckstange 30 aus
dem Bremskraftverstärker 14 herausgezogen.
Die Kraft an der Druckstange 30 verringert sich dadurch.
Die Kompensationsstange 40 macht gleichzeitig eine Relativbewegung
bezogen auf 5 nach links, wodurch die linke
Kompensationsfeder 44 gespannt wird. Da sich die Kompensationsfeder 44 am
Chassis abstützt,
erzeugt sie über
die Kompensationsstange 40 und den Wippenhebel 28 sowie
die Pedalstange 26 eine der Pedalkraft entgegenwirkende
Kraft. Bei richtiger Abstimmung der gesamten Hebelanordnung 22 bleibt
die Summe der Kräfte
aus Kraft an der Druckstange 30 und Federkraft an de Kompensationsfeder 44 konstant,
sodass entsprechend auch die Pedalkraft konstant bleibt. Eine Betätigung des
Aktuators bezogen auf 5 nach links bewirkt somit einen
Bremsdruckabbau, eine Betätigung
des Aktuators nach rechts einen Bremsdruckaufbau. Vorteilhaft ist
bei diesem Prinzip, dass der gewünschte
hydraulische Druck direkt eingeregelt werden kann. Eine Sensierung
der Pedalkraft, des Pedalweges oder des Stellweges am Bremskraftverstärker 14 oder
Bremszylinder 16 ist hingegen nicht zwingend erforderlich.
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Durch
das beschriebene System kann der Bremsdruck an einer Bremsanlage
unabhängig
von der Pedalbetätigungskraft
gesteuert bzw. geregelt werden. Es kann ferner der Bremsdruck auch
im gesamten Bremssystem reduziert werden. Dies ist beispielsweise
vorteilhaft, wenn die Bremskraft beim Rekuperieren an einem Hybridfahrzeug
unterdrückt werden
soll. Erfindungsgemäß kann auch
ein Vorladedruck eingestellt werden, um das Ansprechverhalten von
Hydraulikpumpen des Bremssystems zu verbessern. Ein weiteres Sicherheitsmerkmal
der erfindungsgemäßen Bremsanlage
ist ein gezieltes Trockenbremsen von Bremsscheiben an der Bremsanlage.
Bei Ausfall eines oder beider Bremskreise kann ferner erfindungsgemäß der Pedalwegverlust
kompensiert werden, wodurch es möglich
ist, den Gesamtpedalweg zu verringern. Diese Verringerung wirkt
sich unmittelbar positiv auf die benötigte Innenraumlänge am Kraftfahrzeug
aus.
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Die
erfindungsgemäße Bremsbetätigungsvorrichtung 10 kann
ferner besonders einfach durch das Vorsehen der Hebelanordnung 22 sowie
eines zugehörigen
Aktuators 34 auch bei bestehenden Bremssystemen realisiert
werden. Es kann daher auch in Serienfahrzeugen ohne wesentliche Änderungen
und Anpassungen am restlichen hydraulischen Bremssystem verbaut
werden. Bei Vorsehen eines elektromechanischen Bremskraftverstärkers kann
auf eine aufwendige Unterdruckversorgung (die insbesondere bei einer
Motorstart-Stopp-Funktion erforderlich ist) verzichtet werden. Im
Vergleich zu heutigen, voluminösen
pneumatischen Bremskraftverstärkern
ist ferner auch ein kleinerer erforderlicher Bauraum zu erwarten.
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- 10
- Bremsbetätigungsvorrichtung
- 12
- Bremspedalhebel
- 14
- Bremskraftverstärker
- 14a
- pneumatischer
Verstärker
- 14b
- elektromechanischer
Verstärker
- 16
- Bremszylinder
- 18
- Stützlager
- 20
- Chassis
- 22
- Hebelanordnung
- 24
- Pedalplatte
- 26
- Pedalstange
- 28
- Wippenhebel
- 30
- Druckstange
- 32
- Spindelstange
- 34
- Aktuator
- 36
- elektromotorischer
Antrieb
- 38
- Feder
- 40
- Kompensationsstange
- 42
- Zapfen
- 44
- Kompensationsfeder
- 46
- Kompensationsfeder