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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, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Als nächstkommender Stand der Technik wird die
DE 698 05 262 T2 erachtet.
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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. 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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In der eingangs genannten
DE 698 05 262 T2 ist ein Fahrzeugbremssystem gezeigt, bei dem während einer Betätigung des Bremspedalhebels die Weglänge der kraftleitenden Verbindung zwischen dem Bremspedalhebel und dem Kolben des Bremszylinders verändert werden kann. Hierfür ist ein Keil vorgesehen, der unterschiedlich weit zwischen eine Kolbenstange des Bremszylinders und dem Bremspedalhebel einführbar ist. Da eine solche bekannte Konstruktion mit zuverlässiger Funktion im Fußraum eines Kraftfahrzeugs schwer darstellbar ist, soll hiermit eine weitere Bremsbetätigungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgezeigt werden, mit der zuverlässig und kompakt eine von der Bremspedalbetätigung im Wesentlichen unabhängige Bremsdruckmodellierung ohne Verlust des natürlichen Pedalgefühls möglich ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Wippenhebel vorgesehen ist, der ein Übertragungselement zwischen dem Bremspedalhebel und dem Kolben des Bremszylinders bildet und der Aktuator die Drehlage des Wippenhebels relativ zum Bremspedalhebel verändert, wobei sich die Wirkrichtungen des Aktuators und des Kolbens des Bremszylinders im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken.
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Mit dem erfindungsgemäßen Aktuator kann eine Korrektur des Pedalweges zur anliegenden Pedalkraft vorgenommen werden. Die gewohnte Zuordnung von Pedalkraft und Pedalweg wird damit 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 beispielsweise nicht bewegt, ist ein Mechanismus vorgesehen, der die entstehende Wegdifferenz unter Abstützung der in der Betätigungseinrichtung vorhandenen bzw. entstehenden Kraft ausgleicht. Um dabei 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. Als soeben genannter Mechanismus wird auch aus Bauraumgründen ein Einkoppeln des erfindungsgemäßen Aktuators in die Bremsbetätigungsvorrichtung mit Hilfe eines Wippenhebels vorgeschlagen, 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. 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. 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. 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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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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Bezugszeichenliste
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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
