DE102005049394A1

DE102005049394A1 - Bremsbetätigungseinheit zur Betätigung einer Kraftfahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE102005049394A1
Application number: DE102005049394A
Authority: DE
Inventors: Holger Von Hayn; Jürgen Schonlau; Manfred Rüffer; Wolfgang Ritter; Torsten Queisser
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2004-10-15
Filing date: 2005-10-13
Publication date: 2006-04-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremsbetätigungseinheit zur Betätigung einer Kraftfahrzeugbremsanlage vom Typ "Brake-by-wire", die aus DOLLAR A . einem sowohl mittels eines Bremspedals als auch mittels einer elektronischen Steuereinheit fahrerwunschabhängig betätigbaren Bremskraftverstärker, wobei Mittel zur Entkopplung einer kraftübertragenden Verbindung zwischen dem Bremspedal und dem Bremskraftverstärker in der Betriebsart "Brake-by-wire" vorgesehen sind, DOLLAR A . Mitteln zum Erfassen eines Fahrerverzögerungswunsches DOLLAR A . sowie einem mit dem Bremspedal zusammenwirkenden Pedalwegsimulator besteht, der Pedalwegsimulator durch eine Simulatorfeder gebildet ist, die wirkungsmäßig zwischen einem mit dem Bremspedal verbundenen Kraftübertragungshebel und einem Simulatorgehäuse angeordnet ist und die mit Mitteln zur Erzeugung einer Hysterese derart zusammenwirkt, dass mit steigendem Hub des Pedalwegsimulators zusätzlich zur Kraft der Simulatorfeder Reibkräfte erzeugt werden, die der am Bremspedal wirkenden wirkenden Betätigungskraft entgegen wirken. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Simulatorfeder als Flachbiegefeder ausgebildet ist und eine Bremspedallagerung zumindest teilweise umgreift. Durch diese Maßnahme ist der Pedalwegsimulator den eingeschränkten Bauraumverhältnissen im Fußraum des Fahrzeugführers angepasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsbetätigungseinheit zur Betätigung einer Kraftfahrzeugbremsanlage vom Typ „Brake-by-wire", die aus

• einem sowohl mittels eines Bremspedals als auch mittels einer elektronischen Steuereinheit fahrerwunschabhängig betätigbaren Bremskraftverstärker, wobei Mittel zur Entkopplung einer kraftübertragenden Verbindung zwischen dem Bremspedal und dem Bremskraftverstärker in der Betriebsart „Brake-by-wire" vorgesehen sind,
• Mitteln zum Erfassen eines Fahrerverzögerungswunsches,
• sowie einem mit dem Bremspedal zusammenwirkenden Pedalwegsimulator besteht, durch den in der Betriebsart „Brake-by-wire" eine auf das Bremspedal wirkende Rückstellkraft unabhängig von einer Betätigung des Bremskraftverstärkers simulierbar ist und der in der Betriebsart „Brake-by-wire" bei der Entkopplung der kraftübertragenden Verbindung zwischen dem Bremspedal und dem Bremskraftverstärker zuschaltbar und außerhalb der Betriebsart „Brake-by-wire" abschaltbar ist, wobei der Pedalwegsimulator durch eine Simulatorfeder gebildet ist, die wirkungsmäßig zwischen einem mit dem Bremspedal verbundenen Kraftübertragungshebel und einem Simulatorgehäuse angeordnet ist und die mit Mitteln zur Erzeugung einer Hysterese derart zusammenwirkt, dass mit steigendem Hub des Pedalwegsimulators zusätzlich zur Kraft der Simulatorfeder Reibkräfte erzeugt werden, die der am Bremspedal wirkenden Betätigungskraft entgegen wirken.

Eine derartige Betätigungseinheit ist aus der DE 10 2004 011 622 A1 bekannt und dort insbesondere anhand von 15 näher erläutert. Um dem Fahrzeugführer ein bekanntes Bremspedalgefühl zur Verfügung zu stellen sieht die vorbekannte Betätigungseinheit vor, dass die Federkennlinie der Simulatorfeder progressiv ausgebildet ist. Zusätzlich sind Mittel zur Erzeugung einer Hysterese vorgesehen. Diese Hysterese wird durch Reibkräfte erzeugt, die der am Bremspedal wirkenden Betätigungskraft entgegen wirken. Dabei ist vorgesehen, dass die als Axialdruckfeder ausgebildete Simulatorfeder ein an einem Kraftübertragungshebel anliegendes Reibglied gegen eine weitere Reibfläche drückt. Problematisch ist bei der vorbekannten Betätigungseinheit die relativ große Bauform des mit einer Axialdruckfeder versehenen Pedalwegsimulator.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Betätigungseinheit der eingangs genannten Gattung weiter zu entwickeln, deren Pedalsimulator den eingeschränkten Bauraumverhältnissen im Fußraum des Fahrzeugführers angepasst ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Simulatorfeder als Flachbiegefeder ausgebildet ist und eine Bremspedallagerung zumindest teilweise umgreift.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass zum Umgreifen der Bremspedallagerung das Bremspedal mindestens zwei Ausnehmungen aufweist, durch die sich die Enden der Flachbiegefeder hindurch erstrecken. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, dass das Reibglied des Pedalwegsimulators nahe an der Bremspedallagerung angeordnet werden kann. Dadurch kann das Gehäuse des Pedalwegsimulators wesentlich kleiner ausgebildet werden und besser an die beschränkten Bauraumverhältnisse angepasst werden.

Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung Erfindungsgegenstandes dass die Flachbiegefeder in ihrem maximalen Biegemomentenbereich in zwei näherungsweise parallele Abschnitte geteilt ist.

Eine andere besonders vorteilhafte Ausführung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, dass dass ein Vorsprung am Bremspedal ausgebildet ist, der mit dem Simulatorgehäuse derart zusammenwirkt, dass ein Endanschlag am Ende des Simulatorhubes für das Bremspedal realisiert wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung sieht vor, dass als Mittel zum Erfassen eines Fahrerverzögerungswunsches ein vorkalibrierter Drehwinkelsensor vorgesehen ist, der die Bewegung des Bremspedals erfasst. Dabei ist vorgesehen, dass die Verbindung zwischen einem Aufnehmer des Drehwinkelsensors und dem Bremspedal erst dann realisiert wird, wenn sich das Bremspedal in seiner Ruhestellung befindet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Ausführung der erfindungsgemäßen Bremsbetätigungseinheit in Teilschnittdarstellung;
2 der in 1 dargestellte Pedalwegsimulator in Teildarstellung;
3 eine bevorzugte Ausführungsform einer Simulatorfeder und
4 der in 2 dargestellte Pedalwegsimulator mit einem Mittel zum Erfassen eines Fahrerverzögerungswunsches.
Die in 1 in einer Teilschnittdarstellung gezeigte Bremsbetätigungseinheit zur Betätigung einer Kraftfahrzeugbremsanlage vom Typ „Brake-by-wire" besteht im Wesentlichen aus einem Bremskraftverstärker, vorzugsweise einem Unterdruckbremskraftverstärker 3, einem dem Bremskraftverstärker 3 nachgeschalteten Hauptbremszylinder, vorzugsweise einem Tandemhauptzylinder 4, an dessen nicht dargestellte Druckräume nicht gezeigte Radbremsen eines Kraftfahrzeugs angeschlossen sind, einem dem Hauptbremszylinder 4 zugeordneten Druckmittelvorratsbehälter 5, einem Bremspedal 1 zur Betätigung des Bremskraftverstärkers 3 durch den Fahrer, einem mit dem Bremspedal 1 insbesondere in der Betriebsart „Brake-by-wire" zusammenwirkenden Pedalwegsimulator 2, der dem Fahrer das gewöhnliche Bremspedalgefühl vermittelt, mindestens einer Sensoreinrichtung 6 zur Erfassung eines Fahrerverzögerungswunsches, sowie einer nicht dargestellten elektronischen Steuereinheit, durch deren Ausgangssignale u. a. ein dem Bremskraftverstärker 3 zugeordneter Elektromagnet 8 ansteuerbar ist, der eine vom Fahrerwillen unabhängige Betätigung eines pneumatischen Steuerventils ermöglicht, das eine Luftzufuhr zum Bremskraftverstärker 3 steuert. Zwischen dem Ende einer mit dem Bremspedal 1 gekoppelten Kolbenstange und einem Steuerkolben des vorhin genannten Steuerventils ist ein axialer Spalt vorgesehen, der eine Entkopplung der kraftübertragenden Verbindung zwischen dem Bremspedal 1 und dem Bremskraftverstärker 3 in der Betriebsart „Brake-by-wire" gewährleistet. Der Pedalwegsimulator 2, durch den, wie bereits erwähnt, in der Betriebsart „Brake-by-wire" eine auf das Bremspedal wirkende Rückstellkraft unabhängig von einer Betätigung des Bremskraftverstärkers 3 simulierbar ist, ist derart ausgeführt, dass er in der Betriebsart „Brake-by-wire" bei der Entkopplung der kraftübertragenden Verbindung zwischen dem Bremspedal 1 und dem Bremskraftverstärker 3 zuschaltbar und außerhalb der Betriebsart „Brake-by-wire" abschaltbar ist. Die Betätigung des Pedalwegsimulators 2 erfolgt mittels eines am Bremspedal 1 angelenkten Kraftübertragungshebels 14. Das Zu- sowie das Abschalten des Pedalwegsimulators 2 erfolgt bei der gezeigten Ausführung durch eine hydraulische Kolben-Zylinderanordnung 10 auf die nachfolgend noch näher eingegangen wird.
Bei der in 1 dargestellten Ausführung ist der Pedalwegsimulator durch eine Simulatorfeder 7 gebildet, die zwischen dem mit dem Bremspedal 1 verbundenen Kraftübertragungshebels 14 und dem Gehäuse 22 des Pedalwegsimulators 2 eingespannt ist. Mit dem Gehäuse 22 ist ein Arm 13 verbunden, der sich an der eben erwähnten Kolben-Zylinder-Einheit 10 abstützt. Der Druckraum 16 dieser Kolben-Zylinderanordnung 10 ist mittels einer hydraulischen Verbindung an einen hydraulischen Niederdruckspeicher 17 angeschlossen. In der hydraulischen Verbindung ist, ein elektromagnetisch betätigbares Ventil 18 eingefügt, das ein Absperren der erwähnten Verbindung ermöglicht. In der Betriebsart „Brake-by-wire" ist das Ventil 18 geschlossen, sodass sich weder der Arm 13 noch das Gehäuse 22 des Pedalsimulators bewegen können. Bei einer Betätigung des Bremspedals 1 durch den Fahrzeugführer wird daher die Simulatorfeder 7 komprimiert. Außerhalb der Betriebsart „Brake-by-wire" ist das Ventil 18 geöffnet und bei einer Betätigung des Bremspedals 1 dreht sich das Simulatorgehäuse 22 mit dem Bremspedal 1 mit, sodass die vom Fahrzeugführer eingeleitete Kraft nicht im Pedalwegsimulator 2 absorbiert wird, sondern auf den Unterdruckbremskraftverstärker 3 wirkt.
Der Kraftübertragungshebel 14 wirkt mit einem elastischen Anschlagmittel 25 für das Bremspedal 1 zusammen. Zur Erzeugung einer Hysterese, die bei steigendem Hub des Pedalwegsimulators 2 zusätzlich zur Kraft der Simulatorfeder 7 Reibkräfte erzeugt, die der am Bremspedal 1 wirkenden Betätigungskraft entgegen wirken, liegt an dem Kraftübertragungshebel 14 unter der Wirkung der Simulatorfeder 7 ein Reibglied 19 an. Das Reibglied 19 wirkt mit einer Reibfläche 20 zusammen. Die Anlage des Reibglieds 19 am Kraftübertragungshebel 14 erfolgt mittels schräg angeordneter Anlageflächen 23, 24 derart, dass bei der Betätigung des Pedalwegsimulators 2 eine Kraftkomponente entsteht, die das Reibglied 19 gegen die Reibfläche 20 drückt.
Da der Pedalwegsimulator 2 im Fußraum des Fahrzeugführers untergebracht werden muss, ist eine bauraumoptimierte Anordnung notwendig. Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, dass die Simulatorfeder 7 als Flachbiegefeder 7 ausgebildet ist und eine Bremspedallagerung 9 zumindest teilweise umgreift, wie es in 2 dargestellt ist. Gleichzeitig weist das Bremspedal 1 mindestens zwei Ausnehmungen 26, 27 auf, durch die die Flachbiegefeder 7 geführt wird. Durch diese Maßnahme wird das Reibglied 19 nahe an der Bremspedallagerung 9 angeordnet und das Gehäuse 22 kann gegenüber dem Vorbekannten kleiner ausgeführt werden, was hinsichtlich der beschränkten Bauraumverhältnisse im Fußraum des Fahrzeugführers als vorteilhaft anzusehen ist.
Wie in 2 außerdem gezeigt ist, ist am Bremspedal 1 ein Vorsprung 28 vorgesehen, der mit dem Simulatorgehäuse 22 derart zusammenwirkt, dass ein Endanschlag für das Bremspedal 1 realisiert wird. Durch diese Maßnahme wird einerseits eine sichere Krafteinleitung bei durchgetretenem Bremspedal 1 und andererseits eine Schutzfunktion für das Simulatorgehäuse 22 gewährleistet.
In 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Flachbiegefeder 7 dargestellt. Die Flachbiegefeder 7 ist dabei in ihrem maximalen Biegemomentenbereich in zwei näherungsweise parallele Abschnitte 11, 21 geteilt. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass bei einem Federbruch noch die halbe Federkraft zur Verfügung steht. Ein Überbremsen des Fahrzeugs durch den Fahrzeugführer aufgrund eines vollständigen Verlustes der Federkraft wird dadurch vermieden. Alternativ ist selbstverständlich denkbar, anstelle der partiell geteilten Flachbiegefeder 7 zwei einzelne Flachbiegefedern einzusetzen.
In 4 ist der in 2 dargestellte Pedalwegsimulator mit einem vorkalibrierten Drehwinkelsensor 12 zum Erfassen eines Fahrerverzögerungswunsches dargestellt. Der Drehwinkelsensor 12 weist einen Aufnehmer 29 auf, der mit dem Bremspedal 1 spielfrei verbunden ist und die Bewegung des Bremspedals 1 in den Drehwinkelsensor 12 leitet. Die Verbindung 30 zwischen dem Aufnehmer 29 und dem Bremspedal 1 wird bei der Montage der Betätigungseinheit erst dann mechanisch realisiert, wenn sich das Bremspedal 1 in einer dem Kalibrierungszustand des vorkalibrierten Drehwinkelsensors 12 entsprechenden Position, der Ruhestellung, befindet. Bei dem vorkalibrierten Drehwinkelsensor 12 ist die Nullstellung des Aufnehmers 29 festgelegt. Die Verbindung 30 zwischen dem Aufnehmer 29 und dem Bremspedal 1 wird in diesem Fall erst dann mechanisch realisiert, wenn das Bremspedal 1 in seine Ruhestellung geschwenkt wird. Durch diese Maßnahme werden Fertigungstoleranzen eliminiert. Ein weiterer Vorteil ist die einfache Ersetzbarkeit des Drehwinkelsensors 12 bei einem möglichen Defekt.

Claims

Bremsbetätigungseinheit zur Betätigung einer Kraftfahrzeugbremsanlage vom Typ „Brake-by-wire", die aus • einem sowohl mittels eines Bremspedals als auch mittels einer elektronischen Steuereinheit fahrerwunschabhängig betätigbaren Bremskraftverstärker, wobei Mittel zur Entkopplung einer kraftübertragenden Verbindung zwischen dem Bremspedal und dem Bremskraftverstärker in der Betriebsart „Brake-by-wire" vorgesehen sind, • Mitteln zum Erfassen eines Fahrerverzögerungswunsches, • sowie einem mit dem Bremspedal zusammenwirkenden Pedalwegsimulator besteht, durch den in der Betriebsart „Brake-by-wire" eine auf das Bremspedal wirkende Rückstellkraft unabhängig von einer Betätigung des Bremskraftverstärkers simulierbar ist und der in der Betriebsart „Brake-by-wire" bei der Entkopplung der kraftübertragenden Verbindung zwischen dem Bremspedal (1) und dem Bremskraftverstärker zuschaltbar und außerhalb der Betriebsart „Brake-by-wire" abschaltbar ist, wobei der Pedalwegsimulator durch eine Simulatorfeder gebildet ist, die wirkungsmäßig zwischen einem mit dem Bremspedal (1) verbundenen Kraftübertragungshebel (14) und einem Simulatorgehäuse (22) angeordnet ist und die mit Mitteln (19, 20) zur Erzeugung einer Hysterese derart zusammenwirkt, dass mit steigendem Hub des Pedalwegsimulators (2) zusätzlich zur Kraft der Simulatorfeder Reibkräfte erzeugt werden, die der am Bremspedal (1) wirkenden Betätigungskraft entgegen wirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Simulatorfeder als Flachbiegefeder (7) ausgebildet ist und eine Bremspedallagerung (9) zumindest teilweise umgreift.
Bremsbetätigungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Umgreifen der Bremspedallagerung (9) das Bremspedal (1) mindestens zwei Ausnehmungen (26, 27) aufweist, durch die sich die Enden der Flachbiegefeder (7) hindurch erstrecken.
Bremsbetätigungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachbiegefeder (7) in ihrem maximalen Biegemomentenbereich in zwei näherungsweise parallele Abschnitte (11, 21) geteilt ist.
Bremsbetätigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorsprung (28) am Bremspedal (1) ausgebildet ist, der mit dem Simulatorgehäuse (22) derart zusammenwirkt, dass ein Endanschlag am Ende des Simulatorhubes für das Bremspedal (1) realisiert wird.
Bremsbetätigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel zum Erfassen eines Fahrerverzögerungswunsches ein vorkalibrierter Drehwinkelsensor (12) vorgesehen ist, der die Bewegung des Bremspedals (1) erfasst.
Bremsbetätigungseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (30) zwischen einem Aufnehmer (29) des Drehwinkelsensors (12) und dem Bremspedal (1) erst dann realisiert wird, wenn sich das Bremspedal (1) in seiner Ruhestellung befindet.