DE102010044754A1

DE102010044754A1 - Bremsanlage mit einer durch ein Bremspedal schaltbaren Verbindung zur Abkopplung einer Antriebseinrichtung von einer Kolben-Zylinder-Einheit

Info

Publication number: DE102010044754A1
Application number: DE102010044754A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Ipgate AG
Current assignee: Ipgate AG
Priority date: 2010-09-08
Filing date: 2010-09-08
Publication date: 2012-03-08
Also published as: CN103140399A; WO2012031718A2; WO2012031718A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage mit mindestens einer Kolben-Zylinder-Einheit (4) zur Erzeugung eines Drucks in mindestens einem Arbeitsraum, wobei der Arbeitsraum über mindestens eine Hydraulikleitung mit mindestens einer Radbremse in Verbindung ist, und dass die Bremsanlage zudem mindestens eine Antriebseinrichtung (1) und eine Betätigungseinrichtung (10), insbesondere in Form eines Bremspedals aufweist, und die Antriebseinrichtung (1, 1a) im Normalbetrieb auf den mindestens einen ersten Kolben (3) der Kolben-Zylinder-Einheit (4) zum Druckaufbau und Druckabbau mit einem ersten Kraftübertragungsmittel (2) wirkt und im Störungsfall die Betätigungseinrichtung (10) mechanisch über ein zweites Kraftübertragungsmittel (5, 16) auf den Kolben (3) wirkt, wobei das Verstellen des zweiten Kraftübertragungsmittels (5, 16) mittels der Betätigungseinrichtung (10) die Verbindung zwischen dem ersten Kraftübertragungsmittel (2) und dem Kolben (3) trennt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsanlage mit mindestens einer Kolben-Zylinder-Einheit zur Erzeugung eines Drucks in mindestens einem Arbeitsraum, wobei der Arbeitsraum über mindestens eine Hydraulikleitung mit mindestens einer Radbremse in Verbindung ist und wobei die Bremsanlage zudem mindestens eine Antriebseinrichtung und eine Betätigungseinrichtung, insbesondere in Form eines Bremspedals aufweist und die Antriebseinrichtung im Normalbetrieb auf einen ersten Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit zum Druckaufbau und Druckabbau mit einem ersten Kraftübertragungsmittel wirkt und im Störungsfall die Betätigungseinrichtung mechanisch über ein zweites Kraftübertragungsmittel auf den Kolben wirkt.
Stand der Technik
Bei Bremssystemen besteht der Trend, den Vakuum-Bremskraftver-stärker (V-BKV) durch einen hydraulischen oder elektromotorischen Bremskraftverstärker (BKV) zu ersetzen. Eine Ausführung des elektromotorischen BKVs ist in der DE 10 2004 050 103 A1 beschrieben. Die Druckmodulation erfolgt hierbei in einem getrennten Block. Die elektromotorische Verstärkung erfolgt über einen Kraftsensor, welcher über den Elektromotor mit Spindelantrieb zum Kolben die gewünschte Verstärkung bewirkt. Die Spindel wirkt auf den Mitnehmer zum Druckaufbau, wobei zwischen Spindel und Mitnehmer Dämpfungselemente eingebaut sind. Die Rückstellung des Mitnehmers erfolgt über die Druckkräfte des Hauptbremszylinders und dessen nicht gezeichnete Rückstellfeder. Bei Ausfall des Motorantriebes wirkt das Bremspedal über den Mitnehmer direkt auf den Kolben.
In der DE 10 2005 018 649 ist ebenfalls ein elektromotorischer Bremskraftverstärker beschrieben, welcher durch entsprechende Kolbensteuerung mit Magnetventilen neben der Bremskraftverstärkung auch die Druckmodulation für ABS/ESP erledigt. Hierbei ist der HZ-Kolben direkt mit dem Motorantrieb verbunden. Dies ist notwendig zum schnellen Druckabbau bei kleinen Drücken, da hier die rückstellende Kraft durch Bremsdruck und Federn zu gering ist. Für den Ausfall des Motors ist eine spezielle Kupplung für die Spindelmutter vorgesehen, welche diese im Fall des Motorausfalls freigibt, so dass die Pedalkraft über entsprechende Übertragungsglieder direkt auf die HZ-Kolben einwirken kann. Diese Lösung ist aufwändig und erfordert viel Bauraum.
In der DE 10 2006 050 277 sind ebenfalls für einen elektromotorischen Bremskraftverstärker Stufen- oder Ringkolben vorgesehen. Der äußere Kolben ist direkt mit dem Spindelantrieb verbunden und bewirkt zusammen mit dem Motor die Bremskraftverstärkung und die Druckmodulation. Bei dieser Lösung ist bei Ausfall des Motorantriebes der innere Kolben mit den Übertragungselementen ebenfalls mit dem Bremspedal verbunden, so dass in diesem Fall eine ausreichende Bremswirkung erzielt werden kann. Problematisch bei dieser Lösung ist die Kolbenabdichtung, insbesondere bei kleinen Kolbendurchmessern, welche gerade für dieses System bevorzugt werden. Außerdem ist der kleinere Kolben wegen der kleineren Volumenverdrängung im Vergleich zum größeren sogenannten Schwimmkolben ungünstig, da er bei hohen Bremsdrücken auf den kleinen Kolben trifft und die Bremsdrücke sich voneinander unterscheiden.
Weiterhin ist eine vereinfachte Kupplung bekannt, bei der ein Pedalstößel die Entkopplungsfunktion bewirkt. Bei Ausfall des Antriebs (BKV) wirkt dieses auf die Kupplung und nach der Entkopplung auf den HZ-Kolben. Damit wirkt die Pedalkraft zum Druckaufbau voll auf die HZ-Kolben.
Aus der WO 2009/059619A1 ist ferner eine Bremsanlage der eingangs genannten Art bekannt, die eine zwischen dem Kolben und der ersten Kraftübertragungseinrichtung angeordnete Kupplung aufweist. Die Kupplung ist mit einem am Kolben gelagerten Kupplungselement, insbesondere in Form eines Bolzens, einer Kugel oder einer Walze versehen, das vom zweiten Kraftübertragungsmittel zumindest teilweise in einer Aussparung des ersten Kraftübertragungsmittels zur Bildung eines Formschlusses gehalten ist. Diese Kupplung, wie auch die anderen zum Stand der Technik beschriebenen Kupplungen sind Kupplungen mit Formschluss. Derartige Kupplungen bzw. Verbindungen sind bezüglich Mechanik und Herstellung recht aufwändig.
Aufgabe der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bremsanlage bereitzustellen, bei der bei einer Störung der Antriebseinheit ein Druck in dem Bremszylinder mittels einer Betätigungseinrichtung, insbesondere in Form des Bremspedals, unabhängig von der Antriebseinheit aufbaubar ist. Dabei soll der Aufwand möglichst gering und eine hohe Fehlersicherheit gewährleistet sein.
Lösung der Aufgabe
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Bremsanlage gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird eine Bremsanlage geschaffen, die bei geringem Aufwand eine sehr hohe Fehlersicherheit aufweist, da z. B. ein Klemmen mechanischer Teile weitestgehend ausgeschlossen wird. Weitere Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass verbesserte Diagnosemöglichkeiten bestehen und dass kein zusätzlicher Wegbedarf besteht, der in den Leerweg des Bremssystems eingeht.
Zwischen Spindel und Pedalstößel, den hauptsächlichen Übertragungselementen zum HZ-Kolben, wird anstelle einer form- eine kraftschlüssige Verbindung eingesetzt. Beim Druckabbau soll diese Verbindung wirken, wenn die Druckkräfte auf den Kolben im Bereich kleiner Drücke klein werden. In diesem Bereich kleiner als 5–10 bar erfolgt der Druckabbau auf niedrigem Kraftschlussbeiwert, z. B. Eis. Bei dem beschriebenen System bewirkt die Verstellgeschwindigkeit des Kolbens die Änderungsgeschwindigkeit des Druckes. Bei kleinem Druckniveau wirkt nennenswert neben der Druck- auch die Federkraft auf den Kolben. Verzögernd wirkt insbesondere bei niedrigen Temperaturen die viskose Reibung des HZ-Kolbens. Die Massenkräfte sind klein.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kupplung einen Permanentmagneten aufweist. Messungen bestätigen, dass im niedrigen Druck- (< 5 bar) und Temperaturbereich eine zusätzliche Ankopplungskraft vom HZ-Kolben zur Spindel von 60–80 N ausreicht. Falls eine stark abfallende Kraft nach Entfernen des HZ-Kolbens von der Spindel nicht erwünscht ist, kann diese durch eine entsprechende Polgestaltung vermindert werden.
Eine andere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Kupplung einen Elektromagneten aufweist. Bei dieser Lösung ergeben sich weitere Vorteile u. a. dadurch dass die Koppelkraft beliebig ein- oder ausgeschaltet werden kann. Mit dieser Lösung können außerdem durch eine höhere Kraftflussdichte entsprechend höhere Koppelkräfte erzeugt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das zweite Kraftübertragungsmittel einen Übertragungsstössel aufweist, der mittels einer Kupplung, insbesondere Magnetkupplung mit dem zweiten Kraftübertragungsmittel verbunden ist. In Weiterbildung dieser Ausführung beinhaltet die Kupplung einen Leerweg, der den Leerweg der ersten Kupplung ersetzen kann. Mit diesen Ausführungen lässt sich auf sehr günstige Weise die Diagnose der Wegsimulatoreinrichtung realisieren, die für die Sicherung der Funktion der Bremsanlage von maßgeblicher Bedeutung ist.
Die permanente und die elektromagnetische Kupplung haben das Potenzial, die Öffnungskraft zu reduzieren, indem ein Teil des Flusses über den Pol des Pedalstößels geleitet wird. Trifft dieser auf den HZ-Kolben, so erfolgt für einen Teil des magnetischen Flusses ein Kurzschluss, so dass der Fluss auf das Polstück der Spindel kleiner wird und somit weniger Kraft bewirkt. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sehen daher vor, dass das zweite Kraftübertragungsmittel einen Magnetpol bildet, über den ein Teil des magnetischen Flusses ableitbar ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Verstellen des zweiten Kraftübertragungsmittels im Störungsfall einen magnetischen Kurzschluss bewirkt, der zu einer Reduzierung der magnetischen Haltekraft führt.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung arbeitet mit einer mechanischen Lösung, bei der die Kupplung eine mechanische Rastung aufweist.
Um bei einer Beschädigung der Spindel sicherzustellen, dass die Auswirkungen gering bleiben, ist bei einer zweckmäßigen Ausführung die Spindel mit einer Schutzeinrichtung versehen.
Die Magnetkraft des Pols des Pedalstößels kann dazu verwendet werden, den Wegsimulator bzw. ein Zwischenglied über den Pedalstößel über den vollen Hub zu bewegen und damit zu diagnostizieren, wie dies gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist.
Erfindungsgemäß ist auch ein Verfahren zur Diagnose der Funktion des Antriebes einer Bremsanlage vorgesehen, wobei bei der zur Diagnose vorgenommenen Bewegung von Teilen des Antriebes Magnetkraft eingesetzt wird.
Alle Lösungen haben für den Druckaufbau einen fehlersicheren Aufbau, da kein Klemmen oder Sonstiges eintreten kann. Auch ein Bruch oder Lösen des Magneten kann durch eine Kapsel, einen Verguss oder dergleichen verhindert werden.
Anhand der Zeichnung sind in der nachfolgenden Beschreibung die Merkmale und Vorteile der Erfindung und ihrer Ausgestaltungen näher erlautert.
Es zeigen:
1: eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Bremsanlage;
2: eine Darstellung des eine Kupplung mit Permanentmagnet umfassenden Teils der erfindungsgemäßen Bremsanlage;
2a: einen Ausschnitt der Polgestaltung Der Ausführungsform gemäß 2;
3: eine elektromagnetische Kupplung;
4: eine mechanische Rastkupplung; und
5: eine alternative Ausführungsform der Bremsanlage mit vorteilhafter Wegsimulatordiagnose.
Die 1 zeigt einen integrierten Bremskraftverstärker mit einem Elektromotor 1 mit zugehörigem Rotor 1a und Spindelmutter, der eine Spindel 2 antreibt. Ein Druckstangenkolben 3 ist verschieblich in einem Tandemhauptzylinder 4 angeordnet. Eine Kupplung 14 wirkt zwischen dem Druckstangenkolben 3 und der Spindel 2 nur dann, wenn der Elektromotor 1 bzw. Antrieb intakt ist. Die Kupplung 14 selbst und die Verbindung zwischen Druckstangenkolben 3, Spindel 2 und auslösendem bzw. die Kupplung 14 im Störfall ausschaltendem Pedalstößel 5 ist in 1 nur schematisch dargestellt und wird ausführlich anhand der 2 bis 4 erläutert.
Im Normalbetrieb wird die Betätigung eines Bremspedals 10 über einen Pedalwegsensor 11 erfasst und über den Elektromotor 1 und die von dessen Rotor bewegte Spindel 5 der Druckstangenkolben 3 zum Druckaufbau und Druckabbau betätigt. Die Funktion des Druckaufbaus und Druckabbaus ist bereits aus den als Stand der Technik in dieser Anmeldung beschriebenen Dokumenten (z. B. der WO 2009/059619A1 ) hinreichend bekannt. Es wird insofern vollumfänglich auf diese Dokumente bezug genommen. Mittels der Kolben-Zylinder-Einheit des Tandemhauptzylinders 4 wird der Druckaufbau und Druckabbau mit den Ventilen 13 im Multiplexbetrieb für die einzelnen Radbremsen (nicht dargestellt) über den Elektromotor 1 erzeugt. Die Regelung erfolgt mittels des Drehwinkelsensors 15 im Vergleich mit dem Druckgeber 12. Die Pedalrückwirkung wird über der Wegsimulator 8 erzeugt. Zur Ansteuerung des BKV wird ein kleiner Leerweg (s) 7, wie er in jedem Vakuum-BKV auch verwendet wird, eingesetzt, um die kleine Anlaufverzögerung des E-Motors zu berücksichtigen. Der Leerweg (s) 7 ist bei dieser Ausführung vorteilhaft zwischen Pedalstößel 5 und Druckstangenkolben 3 realisiert.
Der Wegsimulator 8 ist im Gehäuse 8 zusammen mit einer in der DE 10 2006 059 840.7 beschriebenen adaptiven Leerhubschaltung integriert. Vorzugsweise kann bei diesem Konzept auch eine Leerhubsteuerung nach DE 10 2009 043 484.4 eingesetzt werden, da für die Diagnosefunktion des Wegsimulators der Pedalstößel 5 mit diesem gekoppelt sein muss. Wenn der Elektromotor 1 intakt ist, wird das bewegliche Gehäuse des Wegsimulators von der elektromagnetischen Wegsimulatorarretierung 9 in der Bewegung blockiert. Bei Ausfall des Elektromotors 1 bzw. Antriebes wirkt das Bremspedal 10 mit bekanntem Übertragungselement und Koppelelement 6 auf den Pedalstößel 5 und dieser wiederum über die Kupplung 14 auf den Druckstangenkolben 3.
Die Spindel 2 wird auch als erstes Kraftübertragungsmittel verstanden, über das vom Elektromotor 1 eine Kraft auf den Kolben 3 sowohl zum Druckaufbau (der Kolben wird in der Figur nach links verstellt), als auch zum Druckabbau, (wobei dann dazu der Kolben nach rechts verstellt wird) übertragbar ist.
Der Pedalstößel 5 wird auch als zweites Kraftübertragungsmittel verstanden, über das eine Kraft vom Bremspedal 10 auf den Kolben 3 übertragbar ist. Damit wirkt die Pedalbewegung direkt auf den Tandemhauptzylinder 4.
Durch den Wegsimulator 8 und den Leerweg (s) 7 ist bei intaktem Motor die Pedalbewegung von der Kolbenbewegung entkoppelt.
Die Ansteuerung des Elektromotors erfolgt über den Pedalwegsensor 11. Die Funktion ist in der vorgenannten Patentschrift beschrieben. Die Bewegung des Wegsimulators 8 bzw. dessen Gehäuses kann über den Hubsensor 24 oder den Pedalwegsensor 11 gemessen werden. Die Druckmodulation für ABS/ESP erfolgt durch entsprechende Motoransteuerung und Kolbenbewegung im sog. Multiplexbetrieb, bei dem die Regelventile 13 abwechselnd entsprechend dem notwendigen Druckniveau in Relation zum Regelalgorithmus zum Druckaufbau, -abbau und Halten geschaltet werden. Über den Druckgeber 12 kann das entsprechende Druckniveau erfasst werden.
Da die Kupplung 14 nur im Notbetrieb geschaltet wird, welcher in der Regel selten auftritt, dessen Funktion für den Fehlerfall aber entscheidend ist, muss die Konstruktion der Kupplung fehlersicher sein. Eine entsprechende Beschreibung erfolgt in Bezug auf die 2 bis 4, die verschiedene Ausführungen kraftschlüssiger Kupplungen zeigen.
2 zeigt eine Lösung mit Permanentmagnet 16, der in einem topfförmigen Polstück 16a befestigt ist. Beide sind mittels Sicherungsring im Druckstangenkolben 3 befestigt. Dieser ist im THZ-Gehäuse 4 beweglich gelagert. Dieses bekannte Teil mit Kolben, Federn und Dichtungen wird nicht näher beschrieben. Auf das Polstück 16a wirkt das am vorderen Teil der Spindel 2 ausgebildete Polstück 2b der Spindel. Bei Druckaufbau wirkt die Spindelkraft über beide Polstücke 16a, 2b auf den Druckstangenkolben 3. Beim Druckabbau wird der Druckstangenkolben 3 durch die im Tandemhauptzylinder 4 wirksame Druck- und Federkraft und zusätzlich die Magnetkraft bewegt. Damit bei Spindelschlag keine große Querkraft auf den Kolben übertragen wird, ist die Spindel 2 im vorderen Teil als Biegerohr 2a mit reduzierter Wandstärke ausgebildet. In diesem bereich ist die Spindel von einer Schutzhülse 18 umgeben, die z. B. mittels einer Klemmeinrichtung am vorderen Ende der Spindel 2 befestigt ist. Bei Bruch des Biegerohres 2a verhindert eine Schutzhülse 18 ein Ausscheren des Biegerohres, so dass eine Kraft unvermindert zum Druckaufbau übertragen wird. Um dies sicherzustellen, sind der Außendurchmesser des Siegerohres 2a und der Innendurchmesser der Schutzhülse 18 aufeinander abgestimmt, so dass bei einem Bruch die Bruchenden sich nicht übereinander schieben können. Bei anderen Ausführungsformen, bei denen z. B. ein Übertragungsstößel mit im Bereich des Biegerohres gleichbleibendem Durchmesser vorgesehen ist (wie gem. 5), kann die Schutzeinrichtung ggf. entfallen, da das Biegerohr durch den Außenumfang des Übertragungsstößels eng geführt ist. Lediglich die Druckabbaugeschwindigkeit im kleinen Druckbereich ist beeinträchtigt. Dies kann durch Vergleich von zeitlicher Änderung der Spindelposition und Druck diagnostiziert werden.
Der Pedalstößel 5 kann in der Spindel 2 mittels dünner Lagerbuchsen 17 geführt werden und hat im vorderen Teil 5a einen größeren Durchmesser zur Erzielung einer höheren Magnetkraft. Die Spindel 2 wird über den Rotor 1a des Elektromotors 1 über eine mit dem Rotor verbundene Spindelmutter angetrieben.
Zur Diagnose der bezüglich 1 beschriebenen Bewegung des Wegsimulatorgehäuses wird die Spindel 2 zurück bewegt, bis der Leerweg = 0 ist. Damit wirkt die Magnetkraft auf den Pedalstößelpol 5a. Anschließend wird bei ausgeschalteter Wegsimulatorarretierung 9 die Spindel 2 soweit verstellt, damit die Bewegung des Wegsimulatorgehäuses über den Wegsimulatorgehäuse-Hubsensor 24 ausreichend diagnostiziert wird. Anschließend wird in die Ausgangsstellung zurück gefahren und die Wegsimulatorarretierung 9 wieder eingeschaltet. Nach Vorfahren der Spindel 2 wird wieder der Leerweg s hergestellt.
2a zeigt einen Ausschnitt des Magnetkreises. Beim Betätigen des Bremspedals 10 wird der Pedalstößel 5/5a bewegt, was zu einer Verkleinerung des Luftspalts führt, bis der Motor entsprechend der Pedalwegvorgabe die Spindel 2 ggf. weit vom Pedalstößel entfernt, da dieser mit dem Wegsimulator 8 gekoppelt sein kann.
Tritt nun ein Störungsfall ein bzw. fällt der Antrieb aus, so erfolgt ein Umschalten auf die Rückfallebene zur direkten Betätigung mittels des Bremspedals. Hierbei wirkt die Magnetkraft auf den am vorderen Ende des Pedalstößels ausgebildeten kolbenförmigen Pedalstößelpol 5a ziehend, bis er auf das Polstück 16a auftrifft. Hierbei wird ein Teil des Gesamtflusses durch Φ₂ kurz geschlossen, so dass Φ₁ zum Polstück 2b der Spindel 2 kleiner wird. Damit fällt die Haftkraft ab, so dass bei weiterer Bewegung keine so große Kraftdifferenz überbrückt werden muss. Der Kraftverlauf kann auch durch die gezeichnete radiale Polformung des Polstückes 16a derart gestaltet werden, dass ein stärkerer Kraftabfall zusammen trifft mit einer ansteigenden Druckkraft nach Überfahren des Schnüffellochs vom Druckstangenkolben 3.
3 zeigt die elektromagnetische Ausführung der Kupplung. Hier erzeugt eine Spule mit Magnetjoch 19 einen Fluss, welcher über das Polstück 16a zum Polstück an der Spindel 2b und Pedalstößel 5b geleitet wird und entsprechende Magnetkraft erzeugt. Die Funktion und Flussaufteilung entspricht 2. Im Gegensatz zu 2 entsteht bei ausgefallenem Antrieb keine Abreißkraft, da hier die Wirkung von 19 abgeschaltet ist.
4 zeigt eine mechanische Rastung über eine Kugel 20 oder Rolle in einer Rastnut 22. Entsprechend der Federkraft 21 und geometrischen Kontur der Rastnut entsteht die Koppelkraft und Verlauf über den Weg des Pedalstößels. Die Diagnose erfolgt wie in 2.
5 zeigt hinsichtlich Diagnose des Wegsimulatorschlittens eine Alternative mit einer zweiten Kupplung 26, die zwischen dem Pedalstößel 5 und dem Übertragungsstößel 5a ausgebildet ist und die einen Leerweg s aufweist, der alternativ zum Leerweg der Kupplung 14 vorgesehen ist. Hier ist In Ergänzung zur 1 der Kraftfluss vom Bremspedal 10 zum Druckstangenkolben 3 über die Kupplungen dargestellt. Auf der linken Bildseite ist die Ausführung gem. 2 mit Druckstangenkolben 3 und Permanentkupplung 14 wiederholt und auf der rechten Bildhälfte der Kraftfluss vom Bremspedal 10. Die Kraft wird auf den Pedalstößel 3 übertragen, der auf die Wegsimulatorfeder 8a im Wegsimulatorgehäuse 8 wirkt. Dieses wird, wie in 1 beschrieben, von der Wegsimulatorarretierung 9 blockiert und erst bei Ausfall des Antriebes 1a frei geschaltet. Der Weg des Wegsimulatorgehäuses wird über den Sensor 24 oder den Pedalwegsensor 11 (1) festgestellt. Dieses Gehäuse wird über die Rückstellfeder FR auf den Anschlag gedrückt. Im Normalfall überträgt die Spindel 2 zum Druckaufbau die Kraft über das Polstück 2a auf den Druckstangenkolben 3. Beim Druckabbau wirkt die Druckkraft auf den Druckstangenkolben 3, die Kolbenrückstellfeder 28 und zusätzlich die Kupplungskraft auf die Spindel 2.
Bei Ausfall des Antriebs 1a wird die Wegsimulatorarretierung 9 frei geschaltet, und die Pedalkraft wirkt über den Pedalstößel 5 und einen Übertragungsstößel 5b auf den Kolben 3. Alternativ zum Wegsimulatorgehäuse bildet die Kupplung ein Zwischenglied zwischen Pedalstößel 5 und Übertragungsstößel 5b zum Kolben.
Die Diagnose der Beweglichkeit des Wegsimulatorgehäuses ist von großer Bedeutung, da eine Schwergängigkeit oder Blockierung beim beschriebenen Ausfall des Antriebs die Übertragung der Pedalkraft auf den Kolben be- oder verhindert.
Hierbei wird, wie bereits beschrieben, über die Spindel, Kupplung 1 der Übertragungsstößel 5b mit dem Dauermagneten 27 bewegt, was nach Überbrückung des Leerwegs s zum Auftreffen auf den Pedalstößel 5 führt. Damit ist die 2. Kupplung 26 wirksam. Diese Kupplung kann auch ähnlich 4 als eine mechanische Rastung mit Kugel oder Blattfeder ausgebildet sein. Zur Verhinderung des Auflaufstoßes ist eine Anschlagfeder 29 wirksam. Alternativ kann auch der Stößel 5b mit dem Polstück fest verbunden sein. Der Aufsetzstoß auf die zweite Kupplung 26 wird vermieden, indem das Polstück 2b mit der Spindel abhebt. Anschließend wird die Spindel zum Druckaufbau bewegt und das Wegsimulatorgehäuse 8a über einen ausreichenden Hub s_ws bewegt und von Sensor 24 gemessen. Bei einer Blockierung oder Schwergängigkeit wird nicht der Sollhub durchfahren. Diese Bewegung kann über den in 1 beschriebenen Pedalwegsensor 11 oder den Sensor 24 des Wegsimulatorgehäuses gemessen werden. Letzteres hat den Vorteil, dass die Bewegung des Wegsimulatorgehäuses bei Jeder Bremsung über einen kleinen Weg sw gemessen wird, bis das Gehäuse von der Wegsimulatorarretierung 9 blockiert wird. Nach Erreichen des Vollhubes wird über die Spindel das Wegsimulatorgehäuse in die Ausgangsstellung zurück gefahren. Danach erfolgt die Einschaltung der Wegsimulatorarretierung 9. Die Spindel wird soweit verstellt, damit wieder der notwendige Leerweg s hergestellt ist.
Die Diagnose wird mittels eines Vorganges ausgelöst, der vor Fahrtantritt notwendigerweise stattfindet, z. B. nach Türöffnung. Der Zeitbedarf ist ca. 200 ms und damit hinreichend schnell.
Bezugszeichenliste

1: E-Motor
1a: Rotor mit Spindelmutter
2: Spindel bzw. erstes Kraftübertragungsmittel
2a: Biegeschaft
2b: Polstück der Spindel
3: Druckstangenkolben
3a: topfförmige Aussparung
4: Tandemhauptbremszylinder
5: Pedalstößel bzw. zweites Kraftübertragungsmittel
5a: Pedalstößelpol
5b: Übertragungsstößel
6: Koppelelement zum Bremspedal
7: Leerweg (s) am Kolben
7a: Leerweg (s) am Pedalstößel
8: Wegsimulator bzw. Wegsimulatorgehäuse
9: Wegsimulatorarretierung
10: Bremspedal bzw. Betätigungseinrichtung
11: Pedalwegsensor
12: Druckgeber
13: Regelventile
14: Kupplung
15: Drehwinkelsensor
16: Permanentmagnet
16a: Polstück
17: Lagerbuchse
18: Schutzhülse
19: Magnetjoch mit Spule
20: Kugel
21: Feder
22: Rastnut
23: Rückstellfeder für Druckstangenkolben
24: Wegsimulatorgehäuse-Hubsensor
26: Kupplung
27: Dauermagnet
28: Kolbenrückstellfeder
29: Anschlagfeder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102004050103 A1 [0002]
DE 102005018649 [0003]
DE 102006050277 [0004]
WO 2009/059619 A1 [0006, 0030]
DE 102006059840 [0031]
DE 102009043484 [0031]

Claims

Bremsanlage mit mindestens einer Kolben-Zylinder-Einheit (4) zur Erzeugung eines Drucks in mindestens einem Arbeitsraum, wobei der Arbeitsraum über mindestens eine Hydraulikleitung mit mindestens einer Radbremse in Verbindung ist, ferner mit mindestens einer Antriebseinrichtung (1, 1a) und einer Betätigungseinrichtung (10), insbesondere in Form eines Bremspedals, wobei die Antriebseinrichtung (1, 1a) im Normalbetrieb auf den mindestens einen ersten Kolben (3) der Kolben-Zylinder-Einheit (4) zum Druckaufbau und Druckabbau mit einem ersten Kraftübertragungsmittel (2) wirkt und im Störungsfall die Betätigungseinrichtung (10) mechanisch über ein zweites Kraftübertragungsmittel (5) auf den Kolben (3) wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Kraftübertragungsmittel (2) und dem Kolben (3) eine kraftschlüssige Verbindung bzw. Kupplung (14) vorgesehen ist, die mittels Verstellen des zweiten Kraftübertragungsmittels (5) trennbar ist.
Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (14) magnetische Mittel (16, 19) zur Erzeugung einer Haltekraft aufweist.
Bremsanlage nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (14) einen Permantmagneten (16) aufweist.
Bremsanlege nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (14) einen Elektromagneten (19) aufweist.
Bremsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kraftübertragungsmittel (5) einen Magnetpol bildet, über den ein Teil des magnetischen Flusses leitbar ist.
Bremsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellen des zweiten Kraftübertragungsmittels (5) im Störungsfall einen magnetischen Kurzschluss bewirkt, der zu einer Reduzierung der magnetischen Haltekraft führt.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kraftübertragungsmittel einen Übertragungsstößel (5b) aufweist, der mittels einer Kupplung (26), insbesondere Magnetkupplung, mit dem zweiten Kraftübertragungsmittel (5) verbunden ist.
Bremsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (26) einen Leerweg s aufweist.
Bremsanlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (14) eine mechanische Rastung (20, 21, 22) aufweist.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kraftübertragungseinrichtung eine Spindel (2) mit biegsamen Rohr aufweist, die mit einer Schutzeinrichtung, insbesondere Schutzhülse (18) versehen ist.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Betätigungseinrichtung (10) und dem Kolben (3) bzw. einem dazwischen geschalteten Wegsimulator (8) ein Abstand (s) zur Bildung eines Leerweges (7a) vorgesehen ist, wobei der Leerweg insbesondere zwischen dem zweiten Kraftübertragungsmittel (5) und dem Kolben (3) vorgesehen ist.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Betätigungseinrichtung (10) und dem Kolben (3) ein Wegsimulator (8) angeordnet ist, dessen Pedalhubbegrenzung abschaltbar ist.
Bremsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wegsimulator (8) über die magnetischen oder mechanischen Mittel bei ausgeschalteter Arretierung (9) bewegbar ist.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch entsprechende Ansteuerung der Antriebseinrichtung (1, 1a) die Bremsanlage die benötigte Bremskraftverstärkung und Druckmodulation für die ABS- und/oder ESP-Funktion einregelt.
Verfahren zur Diagnose der Funktion des Antriebes einer Bremsanlage, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Diagnose vorgesehene Bewegung von Antriebsteilen mittels Magnetkraft erfolgt.