DE102009031917A1 - Electromechanical brake booster and brake system - Google Patents

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Peter Del Negro
Christoph Finder
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Abstract

Es wird ein elektromechanischer Bremskraftverstärker für eine Fahrzeugbremsanlage beschrieben. Der elektromechanische Bremskraftverstärker umfasst einen elektrischen Antriebsmotor zur Erzeugung einer Verstärkungskraft sowie eine zwischen dem Antriebsmotor und einer Kolbenstange oder einem Kolben eines Hauptbremszylinders wirksam eingekoppelte mechanische Getriebeeinrichtung, durch die eine Antriebsbewegung des Antriebsmotors in eine auf die Kolbenstange oder den Kolben wirkende Translationsbewegung übersetzbar ist. Erfindungsgemäß umfasst die Getriebeeinrichtung eine Kurvenscheibe mit einer Steuerfläche. Weiterhin wird ein Bremssystem mit einem Bremspedal, einem Hauptbremszylinder und einem erfindungsgemäß ausgebildeten elektromechansichen Bremskraftverstärker beschrieben.An electromechanical brake booster for a vehicle brake system is described. The electromechanical brake booster comprises an electric drive motor for generating a boosting force and a mechanical transmission device which is effectively coupled between the drive motor and a piston rod or a piston of a master brake cylinder and by means of which a drive movement of the drive motor can be translated into a translation movement acting on the piston rod or the piston. According to the invention, the transmission device comprises a cam disk with a control surface. Furthermore, a brake system with a brake pedal, a master brake cylinder and an electromechanical brake booster designed according to the invention is described.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektromechanischen Bremskraftverstärker für eine Fahrzeugbremsanlage mit einem elektrischen Antriebsmotor zur Erzeugung einer Verstärkungskraft und einer zwischen dem Antriebsmotor und einer Kolbenstange oder einem Kolben eines Hauptbremszylinders wirksam eingekoppelten mechanischen Getriebeeinrichtung, durch die eine Antriebsbewegung des Antriebsmotors in eine auf die Kolbenstange oder den Kolben wirkende Translationsbewegung übersetzbar ist. Weiterhin ist die Erfindung auf ein Bremssystem mit einem Bremspedal, einem Hauptbremszylinder und einem solchen elektromechanischen Bremskraftverstärker gerichtet.The The present invention relates to an electromechanical brake booster for a vehicle brake system with an electric drive motor for generating a boosting force and one between the drive motor and a piston rod or a piston of a master cylinder effectively coupled mechanical Transmission device through which a drive movement of the drive motor be translated into a translational movement acting on the piston rod or the piston is. Furthermore, the invention is based on a brake system with a brake pedal, directed to a master cylinder and such an electromechanical brake booster.

Während Fahrzeuge mit Verbrennungskraftmaschinen üblicherweise hydraulische Bremskraftverstärker umfassen, werden elektromechanische Bremskraftverstärker insbesondere in Fahrzeugen ohne Verbrennungskraftmaschine, d. h. beispielsweise in Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge eingebaut. Dadurch kann das separate Vorsehen einer Unterdruckpumpe als Zusatzbauteil zum Erzeugen des für ein Hydraulikbremssystem erforderlichen Unterdrucks vermieden werden.While vehicles with internal combustion engines usually hydraulic brake booster include, electromechanical brake booster in particular in vehicles without an internal combustion engine, d. H. for example installed in electric vehicles or hybrid vehicles. This can the separate provision of a vacuum pump as an additional component to Generate the for a hydraulic brake system required negative pressure can be avoided.

Bei elektromagnetischen Bremskraftverstärkern ist meist eine Getriebeeinrichtung zwischen dem elektrischen Antriebsmotor und dem angetriebenen Kolben bzw. der Kolbenstange des Hauptbremszylinders erforderlich, da beispielsweise zur Verwendung schnell laufender kleiner Elektromotoren eine entsprechend hohe Übersetzung erforderlich ist und oftmals auch eine variable Übersetzung über den Betätigungsweg des Kolbens bzw. der Kolbenstange des Hauptbremszylinders erwünscht ist. So ist es beispielsweise vorteilhaft, wenn zu Beginn der Betätigung des Kolbens bzw. der Kolbenstange ein hohes Übersetzungsverhältnis vorhanden ist, das eine hohe Antriebsdynamik ermöglicht, während im Bereich des Endes der Betätigung durch ein niedriges Übersetzungsverhältnis eine höhere Kraftübertragung möglich ist.at electromagnetic brake boosters is usually a transmission device between the electric drive motor and the driven piston or the piston rod of the master cylinder required because, for example to use fast running small electric motors one accordingly high translation is required and often a variable ratio on the actuation of the piston or the piston rod of the master cylinder is desired. That's the way it is, for example advantageous if at the beginning of the actuation of the piston or the Piston rod a high gear ratio available is that allows a high drive dynamics while in the area of the end the operation through a low gear ratio one higher power transmission possible is.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen elektromechanischen Bremskraftverstärker der eingangs genannten Art anzugeben, der eine solche variable Übersetzung auf einfache und zuverlässige Weise realisiert.It An object of the invention is an electromechanical brake booster of specify the type mentioned above, such a variable translation in a simple and reliable way realized.

Ausgehend von einem elektromechanischen Bremskraftverstärker der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Getriebeeinrichtung eine Kurvenscheibe mit einer Steuerfläche umfasst. Mit einer Kurvenscheibe ist eine sehr einfache und kostengünstige und zugleich zuverlässige Realisierung einer variablen Übersetzung möglich.outgoing of an electromechanical brake booster of the aforementioned Art, this object is achieved by the invention that the transmission device comprises a cam with a control surface. With a cam is a very simple and inexpensive and at the same time reliable Realization of a variable translation possible.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Steuerfläche wendelförmig verlaufend ausgebildet. Durch den wendelförmigen Verlauf kann eine von dem elektrischen Antriebsmotor erzeugte Rotationsbewegung auf einfache und zuverlässige Weise in eine Translationsbewegung umgesetzt werden. Dabei kann durch die Steigung der wendelförmigen Steuerfläche die gewünschte Übersetzung der Getriebeeinrichtung eingestellt werden. Insbesondere kann die Steuerfläche einen variablen Steigungsverlauf besitzen, so dass die gewünschte variable Übersetzung erreicht wird.To an advantageous embodiment of the Invention is the control surface helically running trained. Due to the helical course, one of the electric drive motor generated rotational movement to simple and reliable Be converted into a translational movement. It can through the slope of the helical control surface the desired translation the transmission device can be adjusted. In particular, the control surface have a variable pitch curve, so that the desired variable ratio is reached.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Steigung der Steuerfläche so ausgelegt, dass die Getriebeeinrichtung keine selbsthemmende Wirkung besitzt. Damit werden die in der Praxis erforderlichen Anforderungen an die Selbsthemmungs-Freiheit erreicht, da bei nicht betätigtem Bremspedal die Bremse automatisch freigegeben wird und das System somit selbsttätig in die Ausgangslage zurück gestellt wird.To a further preferred embodiment the invention, the slope of the control surface is designed so that the Gear device has no self-locking effect. In order to become the requirements for self-locking freedom required in practice achieved because when not actuated Brake pedal the brake is released automatically and the system thus automatically back to the starting position is provided.

Im besonderen Anwendungsfällen kann eine einfache kontinuierliche Änderung der Getriebeübersetzung nicht ausreichend sein. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn der mit dem elektromechanischen Bremskraftverstärker gekoppelte Hauptbremszylinder als Tandembremszylinder ausgebildet ist und einer der beiden Bremskreise des Tandembremszylinders ausfällt. In diesem Fall ist es wünschenswert, wenn die Steuerung des elektromechanischen Bremskraftverstärkers vom normalen zweikreisigen Betrieb auf den fehlerhaften einkreisigen Betrieb anpassbar ist.in the special applications can be a simple continuous change of gear ratio not be enough. This is the case, for example, if the Master brake cylinder coupled to the electro-mechanical brake booster is designed as a tandem brake cylinder and one of the two brake circuits of the tandem brake cylinder fails. In this case, it is desirable if the control of the electromechanical brake booster from normal dual-circuit operation on the faulty single-circuit Operation is customizable.

Dazu kann nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die Steuerfläche zumindest zwei aneinander angrenzende, insbesondere gegeneinander abgestufte Steuerflächenabschnitte umfassen. Die Steuerflächenabschnitte können dabei jeweils für ihre entsprechende Anwendung (z. B. einkreisiger oder zweikreisiger Betrieb) optimiert ausgebildet sein.To can according to a further advantageous embodiment of the invention, the control surface at least two adjacent, especially against each other stepped control surface sections include. The control surface sections can do it each for their corresponding application (eg single-circuit or dual-circuit Operation) be designed optimized.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der elektromechanische Bremskraftverstärker zur Verwendung bei einem Tandembremszylinder mit zwei Bremskreisen ausgebildet, wobei der ersten Steuerflächenabschnitt zum zweikreisigen Betrieb und der zweite Steuerflächenabschnitt zum einkreisigen Betrieb des Tandembremszylinders ausgelegt ist. Im normalen, zweikreisigen Betrieb kann somit der für diesen Betrieb optimierte erste Steuerflächenabschnitt seine Verwendung finden, wobei beispielsweise die eingangs genannte variable Übersetzung (von hoher Übersetzung zu niedriger Übersetzung) realisiert werden kann.To an advantageous embodiment of the Invention is the electromechanical brake booster for Use in a tandem brake cylinder formed with two brake circuits, wherein the first control surface section for dual-circuit operation and the second control surface section designed for single-circuit operation of the tandem brake cylinder. In normal, two-circuit operation can thus for this Operation optimized first control surface section its use find, for example, the above-mentioned variable translation (of high translation too low translation) can be realized.

Fällt einer der Bremskreise des Tandembremszylinders aus, so wird entweder ein schwimmender Kolben (Sekundärkolben) des Tandembremszylinders bis zum Gehäuseende durch das Bremsfluid mit dem Primärkolben mit geschoben oder der Primärkolben läuft auf den schwimmenden Kolben auf. Es tritt somit ein Offset in der Translationsbewegung der Bremskolben auf, der vor Eintritt der Bremswirkung des noch funktionierenden Bremskreises überwunden werden muss. Die beiden Steuerflächenabschnitte der Stufenscheibe sind daher so ausgebildet, dass bei Ausfall eines Bremskreise der erste Steuerflächenabschnitt vollständig überfahren wird, sodass erst nach Vorschieben des schwimmenden Kolbens bzw. nach Vorschieben des Hauptkolbens (d. h. nach Überwinden des Offsets) der zweite Steuerflächenabschnitt beim Betätigen der Bremse für die Bremsung wirksam ist. Der zweite Steuerflächenabschnitt kann dabei wiederum eine variable Übersetzung, ähnlich dem ersten Steuerflächenabschnitt besitzen, um unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse beim Beginn des Betätigens und beim Ende des Betätigens eines Bremspedals oder auch dazwischen zu realisieren. Im Normalbetrieb ist hingegen nur der erste Steuerflächenabschnitt wirksam.If one of the brake circuits of the tandem falls brake cylinder, so either a floating piston (secondary piston) of the tandem brake cylinder is pushed to the end of the housing by the brake fluid with the primary piston or the primary piston runs on the floating piston. There thus occurs an offset in the translational movement of the brake piston, which must be overcome before the occurrence of the braking effect of the still functioning brake circuit. The two control surface portions of the stepped disc are therefore designed so that in case of failure of a brake circuits, the first control surface portion is completely run over, so that only after advancing the floating piston or after advancing the main piston (ie after overcoming the offset) of the second control surface section when operating the brake for the braking is effective. The second control surface portion may in turn have a variable ratio, similar to the first control surface portion to realize different ratios at the beginning of pressing and at the end of pressing a brake pedal or in between. In normal operation, however, only the first control surface section is effective.

Vorteilhaft können die beiden Steuerflächenabschnitte unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse realisieren, um beispielsweise bei Ausfall eines Bremskreises höhere Druckwerte erzielen zu können, sodass der Ausfall des Bremskreises kompensiert werden kann. Dazu kann insbesondere der zweite Steuerflächenabschnitt eine kleinere Steigung aufweist als der erste Steuerflächenabschnitt. Grundsätzlich kann der zweite Steuerflächenabschnitt auch eine größere Steigung als der erste Steuerflächenabschnitt oder dieselbe Steigung besitzen.Advantageous can the two control surface sections different gear ratios realize, for example, in case of failure of a brake circuit higher pressure values to be able to achieve so that the failure of the brake circuit can be compensated. To In particular, the second control surface section may have a smaller one Slope than the first control surface portion. Basically the second control surface section also a larger slope as the first control surface section or have the same slope.

Bevorzugt ist die Kolbenstange oder der Kolben des Hauptbremszylinders als Schubstange der Getriebeeinrichtung ausgebildet. Auf diese Weise sind eine Verringerung der erforderlichen Bauteilanzahl und damit eine Verringerung der Kosten möglich.Prefers is the piston rod or the piston of the master cylinder as Push rod formed the transmission device. That way are a reduction of the required number of components and thus a Reduction of costs possible.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist insbesondere an einem Ende der Kolbenstange ein Druckstück ausgebildet, das in Wirkverbindung mit der Steuerfläche der Kurvenbahn steht. Insbesondere kann das Druckstück dabei einen reibungsmindernden Abschnitt, insbesondere ein Wälzlager oder Rollenlager umfassen. Dadurch wird eine verminderte Reibung zwischen der Steuerfläche und der zu betätigenden Schubstange erreicht. Grundsätzlich kann die Druckstange jedoch auch direkt an der Steuerfläche anliegen.To a further preferred embodiment in particular a pressure piece is formed at one end of the piston rod, which is in operative connection with the control surface of the curved path. Especially can the pressure piece while a friction-reducing section, in particular a rolling bearing or roller bearings. This will reduce friction between the control surface and the one to be operated Reached push rod. in principle However, the push rod can also rest directly on the control surface.

Bevorzugt umfasst die Getriebeeinrichtung zusätzlich zu der Kurvenscheibe ein Untersetzungsgetriebe, insbesondere in Form eines Planetengetriebes. Durch eine solche zusätzliche Übersetzungsstufe kann ein schnell laufender, kostengünstiger, verkleinerter Elektromotor verwendet werden.Prefers includes the gear device in addition to the cam a reduction gear, in particular in the form of a planetary gear. By such an additional translation stage can be a fast-running, cost-effective, downsized electric motor be used.

Bevorzugt ist zum Ausgleich von Querkräften, die beim Betätigen des Kolbens oder der Kolbenstange durch die Kurvenscheibe auftreten können, der Kolben oder die Kolbenstange mittels Lager geführt. Auf diese Weise kann eine weitere Reduktion der inneren Reibung erreicht werden.Prefers is to compensate for lateral forces, when pressing of the piston or the piston rod through the cam occur can, who Piston or the piston rod guided by bearings. This way a can further reduction of internal friction can be achieved.

Bei einem erfindungsgemäßen Bremssystem kann zwischen dem Bremspedal und dem Hauptbremszylinder eine mechanische Notfallkopplung, insbesondere in Form einer Koppelstange, vorgesehen sein, durch die bei Ausfall des elektrischen Antriebsmotors eine mechanische Kopplung zwischen dem Bremszylinder und dem Kolben oder der Kolbenstange des Hauptbremszylinders hergestellt wird. Somit ist auch bei Ausfall des elektrischen Antriebsmotors über die mechanische Notfallkopplung die Funktion der Bremse gewährleistet.at a brake system according to the invention can be between the brake pedal and the master cylinder a mechanical Emergency coupling, in particular in the form of a coupling rod provided be, by the failure of the electric drive motor a mechanical coupling between the brake cylinder and the piston or the piston rod of the master cylinder is made. Consequently is also on failure of the electric drive motor on the mechanical emergency coupling ensures the function of the brake.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben; in diesen zeigen:The Invention will now be described with reference to an embodiment with reference closer to the drawings described; in these show:

1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung und 1 a schematic representation of a first embodiment of the invention and

2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. 2 a schematic representation of a second embodiment of the invention.

1 zeigt einen Hauptbremszylinder 1, in dem eine Kolbenstange 2 verschiebbar gelagert ist. Dabei können an dem innerhalb des Hauptbremszylinders 1 angeordneten Ende der Kolbenstange 2 ein Kolben des Hauptbremszylinders oder, im Falle der Ausbildung als Tandembremszylinder, dessen Primärkolben angeordnet und über die Kolbenstange 2 betätigbar sein. 1 shows a master cylinder 1 in which a piston rod 2 is slidably mounted. It can at the inside of the master cylinder 1 arranged end of the piston rod 2 a piston of the master cylinder or, in the case of training as a tandem brake cylinder, arranged the primary piston and the piston rod 2 be operable.

An dem freien Ende 3 der Kolbenstange 2 ist ein Druckstück 4 angeordnet, das beispielsweise als Druckrolle ausgebildet sein kann und über ein Lager gegenüber der Kolbenstange 2 um eine Drehachse 5 verdrehbar ist.At the free end 3 the piston rod 2 is a pressure piece 4 arranged, which may be formed for example as a pressure roller and a bearing relative to the piston rod 2 around a rotation axis 5 is rotatable.

Das Druckstück 4 liegt mit seiner Umfangsfläche an einer Kurvenscheibe 6 an, die eine wendelförmig verlaufende Steuerfläche 7 umfasst.The pressure piece 4 lies with its peripheral surface on a cam 6 on, which is a helical control surface 7 includes.

Die Kurvenscheibe 6 ist auf einer Antriebswelle 9 eines Elektromotors 10 drehfest befestigt und kann über den Antriebsmotor 10 entsprechend einem Pfeil 16 und entgegen dem Pfeil 16 um die Antriebswelle 9 verdreht werden. Dabei ist zusätzlich zwischen dem Antriebsmotor 10 und dem Nocken 6 ein Untersetzungsgetriebe 8 angeordnet, das beispielsweise als Planetengetriebe ausgebildet sein kann. Aufgrund der Steigung der Steuerfläche 7 wird bei einem Verdrehen der Kurvenscheibe in Richtung des Pfeils 16 das an der Steuerfläche 7 anliegende Druckstück 4 und mit diesem die Druckstange 2 in Richtung des Hauptbremszylinders 1 verschoben. Die Antriebswelle 9 des Elektromotors 10 ist parallel zu der Druckstange 2 angeordnet. Prinzipiell kann die Antriebswelle 9 bzw. der Elektromotor 10 auch in einem vorgegebenen Winkel zur Druckstange 2 bzw. dem Hauptbremszylinder angeordnet sein, um die über die Steuerfläche 7 auf die Druckstange 2 übertragenen Querkräfte zu reduzieren.The cam 6 is on a drive shaft 9 an electric motor 10 secured against rotation and can via the drive motor 10 according to an arrow 16 and against the arrow 16 around the drive shaft 9 to be twisted. It is also between the drive motor 10 and the cam 6 a reduction gear 8th arranged, which may be formed, for example, as a planetary gear. Due to the slope of the control surface 7 is at ei nem twisting the cam in the direction of the arrow 16 that at the control surface 7 fitting pressure piece 4 and with this the push rod 2 in the direction of the master cylinder 1 postponed. The drive shaft 9 of the electric motor 10 is parallel to the push rod 2 arranged. In principle, the drive shaft 9 or the electric motor 10 also at a predetermined angle to the push rod 2 or the master cylinder to be arranged over the control surface 7 on the push rod 2 to reduce transmitted shear forces.

Weiterhin ist in 1 ein Bremspedal 11 dargestellt, das mechanisch von der Kolbenstange 2 entkoppelt ist. Zur Erfassung der jeweiligen Stellung des Bremspedals 11 ist ein Pedalwegsensor 12 vorgesehen, dessen Ausgangssignal an eine nicht dargestellte Steuervorrichtung übertragen und von dieser ausgewertet wird. Je nach erfasster Pedalposition des Bremspedals 11 wird der Antriebsmotor 10 angesteuert, um die Kurvenscheibe 6 um ihre Längsachse zu verdrehen und damit die Kolbenstange 2 gegenüber dem Hauptbremszylinder 1 zu verschieben. Zum Erzeugen eines gewünschten Bremsgefühls kann dabei ein Bremspedalsimulator 13 vorhanden sein. Die Position der Druckstange 2 kann beispielsweise über einen Lagegeber am Antriebsmotor 10 oder durch Messung des Drucks in der Hydraulik des Bremssystems ermittelt werden.Furthermore, in 1 a brake pedal 11 represented mechanically by the piston rod 2 is decoupled. For detecting the respective position of the brake pedal 11 is a pedal travel sensor 12 provided, the output signal is transmitted to a control device, not shown, and evaluated by this. Depending on the detected pedal position of the brake pedal 11 becomes the drive motor 10 driven to the cam 6 to twist about its longitudinal axis and thus the piston rod 2 opposite the master cylinder 1 to move. To generate a desired brake feeling, a brake pedal simulator can be used 13 to be available. The position of the push rod 2 For example, via a position sensor on the drive motor 10 or by measuring the pressure in the hydraulic system of the brake system.

Die Steigung der Steuerfläche 7 ist bevorzugt variabel ausgebildet, mit einer großen Steigung am Anfang und einer kleinen Steigung am Ende der Steuerfläche 7. Dadurch wird erreicht, dass beim Betätigen der Bremsvorrichtung durch die große Anfangssteigung zunächst eine hohe Ansprechdynamik erreicht wird, während am Ende des Betätigungsvorgangs ein hohes Drehmoment übertragen werden kann. Grundsätzlich kann der Verlauf der Steigung über die Steuerfläche beliebig den jeweiligen Anforderungen angepasst werden.The slope of the control surface 7 is preferably variable, with a large pitch at the beginning and a small pitch at the end of the control surface 7 , This ensures that when the brake device is actuated by the large initial pitch initially a high response dynamics is achieved, while at the end of the actuation process, a high torque can be transmitted. Basically, the course of the slope over the control surface can be arbitrarily adapted to the respective requirements.

Ist der Hauptbremszylinder 1 als Tandembremszylinder ausgebildet, ist es vorteilhaft, wenn die Steuerfläche 7 zwei aneinander grenzende Steuerflächenabschnitte 7', 7'' umfasst, die so ausgelegt sind, dass im Normalbetrieb die Kurvenscheibe 6 nur so weit verdreht wird, dass das Druckstück 4 nur auf dem ersten Steuerflächenabschnitt 7' abläuft.Is the master cylinder 1 designed as a tandem brake cylinder, it is advantageous if the control surface 7 two adjoining control surface sections 7 ' . 7 '' includes, which are designed so that in normal operation, the cam 6 only twisted so far that the pressure piece 4 only on the first control surface section 7 ' expires.

Bei Ausfall eines Bremskreises des Tandembremszylinders 1 wird die Kurvenscheibe 6 soweit gemäß dem Pfeil 16 verdreht, bis das Druckstück 4 am Beginn des zweiten Steuerflächenabschnitts 7'' zu liegen kommt. In dieser Stellung ist entweder ein innerhalb des Hauptbremszylinders 1 angeordneter schwimmender Kolben durch den Primärkolben bis zum Gehäuseende vorwärts geschoben oder der Primärkolben ist auf den schwimmenden Kolben aufgelaufen, so dass der noch intakte Bremskreis des Hauptbremszylinders 1 am Beginn seiner Betätigung steht.In case of failure of a brake circuit of the tandem brake cylinder 1 becomes the cam 6 as far as indicated by the arrow 16 twisted until the pressure piece 4 at the beginning of the second control surface section 7 '' to come to rest. In this position is either one within the master cylinder 1 arranged floating piston pushed forward through the primary piston to the housing end or the primary piston is accumulated on the floating piston, so that the still intact brake circuit of the master cylinder 1 is at the beginning of his activity.

Beim Ausfall eines Bremskreises steht somit der für diesen Fall optimierte zweite Steuerflächenabschnitt 7'' über seine vollständige Länge zur Verfügung und kann gemäß seiner vorgegebenen Form eine entsprechende Kraftübertragung über das Druckstück 4 auf die Kolbenstange 2 bewirken.In the event of failure of a brake circuit is thus optimized for this case second control surface section 7 '' over its entire length available and can according to its predetermined shape, a corresponding power transmission via the pressure piece 4 on the piston rod 2 cause.

Für den Fall eines Ausfalls des Elektromotors 10 ist an dem Bremspedal 11 eine mechanische Notfallkopplung in Form einer Koppelstange 14 angelenkt, die bei einem Betätigen des Bremspedals 11 in Richtung auf die Kolbenstange 2 verschoben wird. In einem solchen Fehlerfall läuft das freie Ende der Koppelstange 14 beim Betätigen des Bremspedals 11 auf die Kolbenstange 2 oder ein mit dieser verbundenes Element, beispielsweise einen senkrecht oder schräg von der Kolbenstange 2 abstehenden Anschlag 15, auf und bewirkt somit auch ohne den Antriebsmotor 10 eine Verschiebung der Kolbenstange 2. Somit kann im Fehlerfall durch diese mechanische Kopplung eine mechanische Bremsfunktion gewährleistet werden. Die Kurvenscheibe 6 und der Antriebsmotor 10 werden bei dieser Notfallbetätigung nicht mitbewegt.In the event of a failure of the electric motor 10 is on the brake pedal 11 a mechanical emergency coupling in the form of a coupling rod 14 hinged when pressing the brake pedal 11 towards the piston rod 2 is moved. In such an error case runs the free end of the coupling rod 14 when pressing the brake pedal 11 on the piston rod 2 or an element connected to it, for example one perpendicular or oblique to the piston rod 2 protruding stop 15 , and thus also works without the drive motor 10 a displacement of the piston rod 2 , Thus, in case of failure by this mechanical coupling, a mechanical braking function can be ensured. The cam 6 and the drive motor 10 are not moved in this emergency operation.

Durch die im Normalbetrieb vorhandene Unterbrechung zwischen der Kolbenstange 2 und dem Bremspedal 11 kann im Falle eines Rekuperierens eine unerwünschte Rückwirkung auf das Bremspedal 11 vermieden werden. Grundsätzlich ist die Erfindung jedoch auch bei einer festen mechanischen Kopplung zwischen dem Bremspedal 11 und der Kolbenstange 2 einsetzbar. Weiterhin können mit dem erfindungsgemäßen elektromechanischen Bremsverstärker ESP-Funktionen realisiert werden. Die Baugröße ist gegenüber bekannten Hydrauliksystemen deutlich reduziert, da kein Unterdruckverstärker erforderlich ist. Weiterhin kann die Dynamik des Bremsvorgangs gesteigert werden, da diese nicht mehr direkt von der Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals 11 abhängig ist.By the existing in normal operation interruption between the piston rod 2 and the brake pedal 11 may in case of recuperation an undesirable reaction to the brake pedal 11 be avoided. Basically, however, the invention is also in a fixed mechanical coupling between the brake pedal 11 and the piston rod 2 used. Furthermore, ESP functions can be realized with the electromechanical brake booster according to the invention. The size is significantly reduced compared to known hydraulic systems, since no vacuum booster is required. Furthermore, the dynamics of the braking process can be increased because they are no longer directly from the operating speed of the brake pedal 11 is dependent.

In der in 2 dargestellten abgewandelten Ausführungsform, die im Wesentlichen der ersten Ausführungsform entspricht, sind der Pedalwegsensor 12 sowie der Bremspedalsimulator 13 zwischen dem Bremspedal 11 und der Koppelstange 14 angeordnet.In the in 2 illustrated modified embodiment, which substantially corresponds to the first embodiment, are the pedal travel sensor 12 as well as the brake pedal simulator 13 between the brake pedal 11 and the coupling rod 14 arranged.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
HauptbremszylinderMaster Cylinder
22
Kolbenstangepiston rod
33
freies Ende der Kolbenstangefree End of the piston rod
44
DruckstückPressure piece
55
Drehachseaxis of rotation
66
Kurvenscheibecam
77
Steuerflächecontrol surface
7', 7''7 ', 7' '
SteuerflächenabschnitteControl surface sections
88th
UntersetzungsgetriebeReduction gear
99
Antriebswelledrive shaft
1010
Antriebsmotordrive motor
1111
Bremspedalbrake pedal
1212
PedalwegsensorPedal travel sensor
1313
Pedalsimulatorpedal simulator
1414
Koppelstangecoupling rod
1515
Anschlagattack
1616
Pfeilarrow

Claims (13)

Elektromechanischer Bremskraftverstärker für eine Fahrzeugbremsanlage mit einem elektrischen Antriebsmotor (10) zur Erzeugung einer Verstärkungskraft und einer zwischen dem Antriebsmotor (10) und einer Kolbenstange (2) oder einem Kolben eines Hauptbremszylinders (1) wirksam eingekoppelten mechanischen Getriebeeinrichtung, durch die eine Antriebsbewegung des Antriebsmotors (10) in eine auf die Kolbenstange (2) oder den Kolben wirkende Translationsbewegung übersetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinrichtung eine Kurvenscheibe (6) mit einer Steuerfläche (7) umfasst.Electromechanical brake booster for a vehicle brake system with an electric drive motor ( 10 ) for generating an amplifying force and between the drive motor ( 10 ) and a piston rod ( 2 ) or a piston of a master cylinder ( 1 ) operatively coupled mechanical transmission means by which a drive movement of the drive motor ( 10 ) in one on the piston rod ( 2 ) or translational movement acting on the piston, characterized in that the transmission device is a cam ( 6 ) with a control surface ( 7 ). Elektromechanischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerfläche (7) wendelförmig verlaufend ausgebildet ist.Electromechanical brake booster according to claim 1, characterized in that the control surface ( 7 ) is helically extending. Elektromechanischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung der Steuerfläche (7) so ausgelegt ist, dass die Getriebeeinrichtung keine selbsthemmende Wirkung besitzt.Electromechanical brake booster according to claim 1 or 2, characterized in that the slope of the control surface ( 7 ) is designed so that the transmission device has no self-locking effect. Elektromechanischer Bremskraftverstärker nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerfläche (7) zumindest zwei aneinander angrenzende, insbesondere gegeneinander abgestufte Steuerflächenabschnitte (7', 7'') umfasst.Electromechanical brake booster according to at least one of the preceding claims, characterized in that the control surface ( 7 ) at least two adjoining, especially against each other stepped control surface sections ( 7 ' . 7 '' ). Elektromechanischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Bremskraftverstärker zur Verwendung bei einem Tandembremszylinder (1) mit zwei Bremskreisen ausgebildet ist, wobei der erste Steuerflächenabschnitt (7') zum zweikreisigen Betrieb und der zweite Steuerflächenabschnitt (7'') zum einkreisigen Betrieb des Tandembremszylinders (1) ausgelegt ist.Electromechanical brake booster according to claim 4, characterized in that the electromechanical brake booster for use with a tandem brake cylinder ( 1 ) is formed with two brake circuits, wherein the first control surface section ( 7 ' ) for dual-circuit operation and the second control surface section ( 7 '' ) for the single-circuit operation of the tandem brake cylinder ( 1 ) is designed. Elektromechanischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Steuerflächenabschnitte (7', 7'') unterschiedliche Übersetzungsverläufe realisieren, insbesondere dass der zweite Steuerflächenabschnitt (7'') eine kleinere Steigung aufweist als der erste Steuerflächenabschnitt (7').Electromechanical brake booster according to claim 4 or 5, characterized in that the two control surface sections ( 7 ' . 7 '' ) realize different translation profiles, in particular that the second control surface section ( 7 '' ) has a smaller pitch than the first control surface portion ( 7 ' ). Elektromechanischer Bremskraftverstärker nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (2) oder der Kolben des Hauptbremszylinders (1) als Schubstange der Getriebeeinrichtung ausgebildet ist.Electromechanical brake booster according to at least one of the preceding claims, characterized in that the piston rod ( 2 ) or the piston of the master cylinder ( 1 ) is designed as a push rod of the transmission device. Elektromechanischer Bremskraftverstärker nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere an einem Ende der Kolbenstange (2) ein Druckstück (4) ausgebildet ist, das in Wirkverbindung mit der Steuerfläche (7) der Kurvenbahn (6) steht.Electromechanical brake booster according to at least one of the preceding claims, characterized in that in particular at one end of the piston rod ( 2 ) a pressure piece ( 4 ) is formed, which in operative connection with the control surface ( 7 ) of the curved path ( 6 ) stands. Elektromechanischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (4) einen reibungsmindernden Abschnitt, insbesondere ein Wälzlager umfasst.Electromechanical brake booster according to claim 8, characterized in that characterized in that the pressure piece ( 4 ) comprises a friction-reducing section, in particular a rolling bearing. Elektromechanischer Bremskraftverstärker nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinrichtung zusätzlich zu der Kurvenscheibe (6) ein Untersetzungsgetriebe (8), insbesondere in Form eines Planetengetriebes, umfasst.Electromechanical brake booster according to at least one of the preceding claims, characterized in that the transmission device in addition to the cam ( 6 ) a reduction gear ( 8th ), in particular in the form of a planetary gear, comprises. Elektromechanischer Bremskraftverstärker nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausgleich von Querkräften, die beim Betätigen des Kolbens oder der Kolbenstange (2) durch die Kurvenscheibe (6) auftreten können, der Kolben oder die Kolbenstange (2) mittels Lager geführt ist.Electromechanical brake booster according to at least one of the preceding claims, characterized in that for the compensation of transverse forces, which upon actuation of the piston or the piston rod ( 2 ) through the cam ( 6 ), the piston or the piston rod ( 2 ) is guided by bearings. Bremssystem mit einem Bremspedal (11), einem Hauptbremszylinder (1) und einem elektromechanischen Bremskraftverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Braking system with a brake pedal ( 11 ), a master cylinder ( 1 ) and an electromechanical brake booster according to one of the preceding claims. Bremssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Bremspedal (11) und dem Hauptbremszylinder (1) eine mechanische Notfallkopplung, insbesondere in Form einer Koppelstange (14), vorgesehen ist, durch die bei Ausfall des elektrischen Antriebsmotors (10) eine mechanische Kopplung zwischen dem Bremspedal (11) und dem Kolben oder der Kolbenstange (2) des Hauptbremszylinders (1) hergestellt wird.Braking system according to claim 12, characterized in that between the brake pedal ( 11 ) and the master cylinder ( 1 ) a mechanical emergency coupling, in particular in the form of a coupling rod ( 14 ), is provided by the failure of the electric drive motor ( 10 ) a mechanical coupling between the brake pedal ( 11 ) and the piston or the piston rod ( 2 ) of the master cylinder ( 1 ) will be produced.
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