DE102011050869A1

DE102011050869A1 - Betätigungsvorrichtung, insbesondere für eine Fahrzeug-Bremsanlage

Info

Publication number: DE102011050869A1
Application number: DE102011050869A
Authority: DE
Inventors: Heinz Leiber
Original assignee: Ipgate AG
Current assignee: Ipgate AG
Priority date: 2011-06-06
Filing date: 2011-06-06
Publication date: 2012-12-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung, insbesondere für eine Fahrzeug-Bremsanlage, mit einer Betätigungs-einrichtung, einem Fremdkraftaktuator, einem ersten Wegsensor, zur Sensierung des Weges der Betätigungseinrichtung und mit einer Auswerteeinheit, einem weiteren Wegsensor, der getrennt vom ersten Wegsensor betätigbar ist, wobei die Betätigung der Wegsensoren über zwei relativ zueinander bewegbare Elemente erfolgt und wobei die Differenzwege und/oder Differenzkräfte der Wegsensoren gemessen und von der Auswerteeinheit ausgewertet werden. Erfindungsgemäß ist ein Betätigungselement (103a) vorgesehen, das mit einem der relativ zueinander bewegbaren Elemente bewegbar verbunden und gegenüber dem anderen bewegbaren Element bewegbar angeordnet ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung, insbesondere für eine Fahrzeug-Bremsanlage, mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
Derartige Betätigungsvorrichtungen sind bekannt. So ist z. B. aus der DE 10 2005 018649 A1 ein Bremssystem mit einem elektromotorisch angetriebenen Kolben-Zylinder-System bekannt, bei dem der Wegsimulator bei Ausfall der Energieversorgung und damit des Fremdkraftaktuators über eine Wegsimulatorarretierung ausgeschaltet wird.
Bei derartigen Betätigungsvorrichtungen kann es zu Problemen kommen, wenn Teile der Betätigungseinrichtung, z. B. der Kolben des Kolben-Zylinder-Systems klemmen oder dergleichen.
So ist zum Beispiel auch aus der DE 10 2004 011622 bereits eine Betätigungsvorrichtung bekannt, welche auf zwei redundante Sensoren wirkt und zugleich auf eine Wegsimulatoreinrichtung. Erfolgt bei dieser Vorrichtung ein Klemmen des Übertragungskolbens, so kann das Bremspedal keine oder nur eine reduzierte Kraft auf den Hauptzylinder übertragen.
Dieser Fehler wird von den redundanten Sensoren nicht erfasst. Ein anderes Beispiel ist die Kupplungsbetätigung. Klemmt bei dieser der Nehmerzylinder, so kann der Kupplungsvorgang nur mit erhöhter Kraft oder gar nicht erfolgen.
In der DE 102010051032.8 der Anmelderin wurde bereits eine Betätigungsvorrichtung vorgeschlagen bei der ein weiterer Wegsensor vorgesehen ist, der getrennt von einem ersten Wegsensor betätigbar ist und wobei die Differenzwege und/oder Differenzkräfte der Wegsensoren gemessen und von einer Auswerteeinheit ausgewertet werden. Bei dieser Lösung werden Pedalwegsensoren in Verbindung mit einem elastischen bzw. federnden Element als Pedalkraftsensoren eingesetzt und es erfolgt eine Kraftmessung durch Differenzwegmessung. Mit dieser Lösung wird auf effektive und kostengünstige Weise eine Betätigungsvorrichtung bzw. ein Wegsimulator geschaffen, mit dem Fehlfunktionen zuverlässig feststellbar sind, so dass entsprechende Maßnahmen getroffen werden können.
Der Differenzweg ist bei dieser Lösung relativ klein, weil er bei Ausfall des Bremskraftverstärkers als Pedalverlustweg wirkt. Dies kann zu einer Einschränkung des Messbereiches führen.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen erweiterten Messbereich aufweist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird auf überraschend einfachem Weg unter Beibehaltung der Vorteile der in der DE 102010051032.8 (auf die hier Bezug genommen wird) beschriebenen Erfindung bzw. ihrer Ausführungsformen eine Betätigungsvorrichtung geschaffen, bei der der Messbereich erweitert ist. Mit dieser Lösung lässt sich der Differenzweg um den Faktor zwei bis drei größer gestalten.
Zweckmäßige Ausführungsformen bzw. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Erfindungsgemäß wird auch Schutz beansprucht für eine vorteilhafte Lösung, bei der eine Kolben-Zylinder-Einheit vorgesehen ist, wobei ein Übertragungselement, insbesondere Übertragungsstößel mit dem Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit verbunden, insbesondere gekoppelt ist. Dadurch wird vermieden, dass wesentliche Komponenten im Ruhezustand sind und erst in speziellen Fällen, wie z. B. in einer Rückfallebene bewegt werden. Damit werden auf konstruktiv einfache Weise z. B. Vorschriften erfüllt, wie die ECE-R 13H. Eine weitere vorteilhafte Ausführung sieht vor, dass ein Übertragungsstößel mittels einer Feder gegen einen Hilfskolben gedrückt bzw. angelegt wird, so dass er durch den Differenzweg zwischen Spindel und Stößel bewegt wird. Zugleich kann die Reibung des Übertragungsstößels durch entsprechende Spindelbewegung und Motorstrom erfasst werden.
Anhand der Zeichnung sind in der folgenden Beschreibung die Betätigungsvorrichtungen der DE 102010051032.8 (auf die hier zu Offenbarungszwecken Bezug genommen wird) sowie die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung und vorteilhafte Ausführungen bzw. Ausgestaltungen und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung und ihrer Ausgestaltungen näher erläutert.
Es zeigen:
1: Schematisch eine Betätigungsvorrichtung, z. B. für eine Kupplung;
2: ein Hauptzylindersystem für eine Fahrzeugbremse mit Wegsimulator;
3 eine Betätigungsvorrichtung einer Kraftfahrzeug-Bremsanlage;
3a: eine Betätigungsvorrichtung einer Kraftfahrzeug-Bremsanlage gem. 3, wobei Kolben und Übertragungsstössel miteinander verbunden sind;
4: ein Kennliniendiagramm einer Wegsimulator-Betätigungsvorrichtung;
5: eine Betätigungsvorrichtung einer Kraftfahrzeugbremsanlege mit einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung;
5a: eine Betätigungsvorrichtung einer Kraftfahrzeugbremsanlege mit einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung gem. 5, wobei Kolben und Übertragungsstößel miteinander verbunden sind; und
5b: eine Betätigungsvorrichtung im wesentlichen gem. 5, jedoch mit einer federnden Einrichtung am Übertragungsstößel.
Die in 1 schematisch dargestellte Betätigungseinrichtung 1 weist ein Betätigungselement 2 auf, welches mit seinem kugelförmigen Ende in einem topfförmigem Übertragungsglied 3 gelagert ist. Das Übertragungsglied 3 ist seinerseits verschiebbar in einem einseitig offenen Kolben 4 angeordnet, welcher wiederum in einem Zylinder 5 abgedichtet axial verschiebbar ist. Zwischen dem Übertragungsglied 3 und dem Kolben 4 ist ein elastisches Glied, insbesondere Tellerfeder 6 angeordnet, die auch an anderen Stellen zwischen den beiden relativ zueinander bewegbaren Elemente (Übertragungsglied 3 und Kolben 4) angeordnet bzw. integriert sein kann. Auch kann das elastische Glied eine Biegefeder bzw. ein Biegefederpaket aufweisen oder ein Element aus einem Elastomer. Die Tellerfeder kann z. B. folgende Eigenschaften aufweisen: s = 0,6 mm bei Fped = 200N (Pedalkraft für Blockierdruck auf hohem Reibbeiwert). Das Übertragungsglied 3 und der Kolben 4 weisen jeweils Fortsätze 7 bzw. 8 auf, die mittels Betätigungselementen 9 bzw. 10 auf jeweils einen Wegsensor 11 bzw. 12 einwirken. Selbstverständlich sind auch andere Einrichtungen möglich, um die Bewegung der relativ zueinander bewegbaren Elemente auf die Wegsensoren 11, 12 zu übertragen. Die redundanten Wegsensoren 11 bzw. 12 werden getrennt betätigt, indem das Betätigungselement 2 über das elastische Glied bzw. die Tellerfeder 6 auf den Kolben 4 wirkt, so dass deren Bewegungen separat auf die beiden Wegsensoren 11, 12 übertragen werden. Von einer elektronischen Auswerteeinheit 13 (ECU) werden die Signale der Wegsensoren 11, 12 und deren Zuordnung (wie z. B. in 4 dargestellt) ausgewertet, so dass Fehlfunktionen festgestellt werden können, wenn z. B. der Kolben 4 oder weitere, damit zusammenwirkende Bauteile oder weitere Kolben, z. B. von Nehmerzylinder klemmen. Hierbei wirkt das elastische Glied bzw. die Tellerfeder 6 auf den Kolben 4. Durch die Messung der von den Fortsätzen 7, 8 bzw. Betätigungselemente zurückgelegten Wege s_p erkennt die Auswerteeinrichtung 13 die Kolbenkraft und den Kolbenweg und stellt im Falle einer Nichtübereinstimmung über die bekannte Kraft-Weg-Kennlinie des elastischen Gliedes einen Fehler fest.
2 zeigt schematisch einen Tandemhauptzylinder 14 für ein Bremssystem eines Kraftfahrzeuges mit zwei Wegsensoren 15a, 15b, einer Betätigungseinrichtung 16 und einen über Kolben betätigten Wegsimulator 17; dieser kann über ein Magnetventil 17a abgeschaltet werden. Weiterhin ist eine angedeutete hydraulischen Steuereinheit(HCU)vorgesehen, die verschiedene Ventile, Speicher und Sensoren aufweisen kann, wie z. B. weiter unten im Zusammenhang mit 3 beschrieben. Die Betätigungseinrichtung und elektronische Auswerteeinrichtung ist weitgehend entsprechend der der 1 aufgebaut uns wird insofern nicht weiter beschrieben. Der Zylinder wird hier jedoch vom DK-Kolben 19 des Tandemhauptzylinders 14 gebildet. Bei solchen Systemen, z. B. elektrohydraulischen Bremskraftverstärkern EHB hat bei eifern Ausfall der BKV der Tandemhauptzylinder die Drucksteuerfunktion und die Notfunktion.
Die in 3 dargestellte Betätigungsvorrichtung 20 für eine Kraftfahrzeugbremse weist eine Betätigungs-einrichtung, insbesondere Bremspedal 21 mit Pedalstößel 22 auf. Der Pedalstößel 22 wirkt, wie oben bzgl. 1 beschrieben, über ein Übertragungsglied 3a und eine federnde bzw. elastische Einrichtung mit einem Kolben 24 zusammen, der in einem Zylinder 25 axial verschiebbar angeordnet ist und einen Arbeitsraum 29 bildet. Der Kolben 24 hat einen zentralen Fortsatz 26, der abgedichtet in einer Trennwand 27 des Zylinders 25 geführt ist.
Axial an den Zylinder 25 schließt sich ein Gehäuse 30 eines Fremdkraftaktuators für die Bremskraftverstärkung (BKV) und vorzugsweise die Druckmodulation für ABS, ESP und dgl. an. Dieser weist einen Elektromotor 31 mit Rotor 32 auf, die im Gehäuse 30 angeordnet sind. Der Rotor 32, der mittels Lagern 33, 34 im Gehäuse 30 gelagert ist, ist Teil eines Kugelspindel-Getriebes. Die zu diesem Getriebe gehörende Spindel 35 ist drehfest gelagert und weist eine zentrale Bohrung 36 auf, in der ein Übertragungsstößel 37 gelagert ist. Der Übertragungsstößel 37 trägt an einem seiner Enden einen Dauermagneten 38, der in einer Ausnehmung 39 der Spindel angeordnet ist und der mit einem Teil 28 aus ferromagnetischem Material am Fortsatz 26 zusammenwirkt, um eine erste Kupplung zu bilden. Am anderen Ende kann der Übertragungsstößel 37 mit einem Teil 37a aus ferromagnetischen Material versehen sein, welches mit einem in einem Kolben 42, der Bestandteil des im folgenden beschriebenen Tandemhauptzylinders ist, angeordneten Dauermagneten 37b eine zweite magnetische Kupplung bildet. Selbstverständlich kann auch der Fortsatz 26 bzw. der Übertragungsstößel 36 insgesamt aus einem ferromagnetischen Material bestehen. Am oder im Gehäuse 30 ist optional ein Drehwinkelgeber 23 angeordnet.
Zu den weiteren Einzelheiten dieser Kupplungseinrichtung wird auch auf die deutsche Patentanmeldung DE 10 2010 045617.9 der Anmelderin Bezug genommen, die diesbezüglich hier zu Offenbarungszwecken einbezogen wird.
Der Tandemhauptzylinder 40 ist axial anschließend am Gehäuse 30 angebracht und weist in bekannter Weise einen Zylinder 41 und zwei darin verschiebbar angeordnete Kolben 42, 43 auf, die zwei Arbeitsräume 44, 45 bilden.
Der Kolben 42 bildet beidseitig Ausnehmungen, deren eine das Ende des Übertragungsstößels 37 und die an diesem Ende vorgesehenen Kupplungseinrichtung aufnimmt. Das Ende des Kolbens taucht bis etwa zur Kolbenmitte, d. h. in diesem Falle bis etwa zu der zwischen den Ausnehmungen vorgesehenen Trennwand in das Motorgehäuse und entsprechend in das Innere des Rotors ein.
Von den Arbeitsräumen führen Hydraulikleitungen 46, 47 zu einem Ausgleichsbehälter 18 und Hydraulikleitungen 48, 49 über ein in der HCU vorgesehenen Ventilsystem zu den (nicht dargestellten) Radbremsen des Bremssystems. Die in der Zeichnung gestrichelt dargestellte hydraulische Betätigungseinheit HCU kann unterschiedlich aufgebaut sein, entsprechend verschiedenen System- bzw. Anwendungsfällen. Ein Beispiel hierfür ist in der DE 10 200 7062839 beschrieben. Es können dort auch die Komponenten der Drucksteuerung für eine Elektro-Hydraulische-Bremse (EHB), wie zum Beispiel im Bremsenhandbuch, Aufl. 1, Viehweg-Verlag beschrieben, vorgesehen sein.
Die in der 3a dargestellte Ausführungsform der Betätigungsvorrichtung zeigt eine Variante, bei der der Kolben 24 bzw. dessen Fortsatz 26 mit dem Übertragungsstößel 37 verbunden ist. Die Verbindung kann dabei zweckmäßig mittels eines quer durch entsprechende Bohrungen der Teile geführten Bolzens oder Stiftes erfolgen, wobei ein Fortsatz des Stößels 37 in eine entsprechende Ausnehmung des Fortsatzes 26 hineinragt oder umgekehrt. Es sind jedoch auch andere Verbindungsarten möglich. Zwischen dem Übertragungsstößel 37 und dem Kolben 42 ist ein Leerweg LW vorgesehen, der zweckmäßig ist bei Pedalbetätigung, damit der Pedalstößel bzw. der Übertragungsstößel nicht sofort auf den Kolben trifft. Dieser Leerweg kann auch zur Kalibrierung der Pedalwegsensoren genutzt werden. Diese Lösung hat den weiteren Vorteil, dass selbst bei klemmendem Übertragungsstößel aufgrund des Differenzweges zwischen den beiden Pedalwegsensoren der Fehler erkannt werden kann und dann auf einen anderen Betriebsmodus, z. B. auf Folgeverstärker umgeschaltet werden kann. Bei dieser vorteilhaften Variante wird erreicht, dass der Übertragungsstößel relativ zur Spindel 35 bewegt wird, so dass die für die Rückfallebene zu betätigenden Teile im Normalfall nicht in einer Ruhestellung sind, wie dies z. B. von der für Bremssysteme geltenden Vorschrift ECE-R13H gefordert wird.
Nachfolgend sind die Wirkungsweise und sich daraus ergebende weitere Merkmale und Vorteile beschrieben:
Das Bremspedal 21 wirkt über den Pedalstößel 22 auf den Kolben 24, wobei das von diesem verdrängte Volumen über die Hydraulikleitung 67 zum hydraulischen Wegsimulator 66 gelangt. Mit der Bewegung des Kolbens 24 sind die redundanten Wegsensoren 11, 12 gekoppelt, wie oben zu 1 beschrieben. Die Wegsensoren 11, 12 steuern über eine Auswerteeinrichtung 13 den Motor 31 an und betätigen zugleich das stromlos offene 2/2-Wege-Magnetventil 64.
Die gewünschte Rückwirkung auf die Pedalkraft erzeugt der Wegsimulator 66. Entsprechend der im Wegsimulator angeordneten Simulatorfeder 69 entsteht im Arbeitsraum 29 ein pedalwegabhängiger Druck. Sollte der Wegsimulatorkolben klemmen, so wird die Pedalweg-Druckfunktion gestört, d. h. über das in diesem Falle geöffnete Magnetventil 64 strömt Druckmittel über die Leitung 47 zum Vorratsbehälter 18. Der Kolben 24 kann bei Ausfall des Fremdkraftaktuators weiter verwendet werden zur Optimierung der Bremswirkung. Bei Ausfall der BKV soll die Pedalkraft möglichst klein sein, was kleine Hauptzylinder-Kolbendurchmesser erfordert. Werden diese verwendet, so sind im kleinen Druckbereich große Pedalwege notwendig durch den flachen Verlauf der Druck-Volumenkennlinie.
Über das stromlos geschlossenes 2/2-Wege Magnetventil 68 kann im unteren Druckbereich vom Kolben 24 Druckmittel zum Druckaufbau im Arbeitsraum 44 und den zugeordneten DK-Bremskreis gefördert werden. Beim Druckabbau kann über den Druckgeber 54 wieder Druckmittel in den Arbeitsraum 29 zum Kolben 24 zurückgefördert werden.
Ein kritischer Fall ist, wenn bei ABS-Betrieb auf Eis der BKV ausfällt und anschließend ein positiver μ Sprung bei der Bremsung stattfindet. In diesem Fall ist in den Bremskreisen ein niedriger Druck im Grenzfall 1–2 bar, so dass der Anfangsbereich der Druckvolumenkennlinie beim Aussteuerpunkt des Wegsimulators mit ca. 40% Pedalweg beginnt, was zugleich einen Kolbenweg und damit Volumenverlust darstellt.
Bei Systemen bei der der DK-Kolben 42 den Wegsimulator 66 betätigt, ist in diesem Fall der Abstand zum SK-Kolben 43 entsprechend gering, was zur Folge hat, dass in diesem kritischen Fall beim anschließenden Druckaufbau nur ein relativ geringer Druck im DK Kreis möglich ist, die die mögliche Bremswirkung erheblich beeinträchtigt. Damit im unteren Druckbereich bei der ABS Regelung der DK Kolben nicht auf den Pedalstößel trifft, wird ein entsprechender Kolbenweg und damit Abstand zum Pedalstößel = Leerweg dadurch erzielt, indem ein entsprechendes Volumen in eine Speicherkammer 52 bzw. 53 geleitet wird. Der Vorteil dieses Systems in dem kritischen Fall besteht darin, dass ein Teil des Volumens wieder in den Bremskreis zurückgewonnen werden kann. Bezüglich der Diagnose der funktionsrelevanten Komponenten kann das System auch zumindest eine kraftschlüssige Kupplung aufweisen, wie oben beschrieben. Die erste kraftschlüssige Kupplung vorzugsweise mit einem Permanentmagneten in einem Magnetgehäuse eingebettet, wirkt auf ein Polstück der Spindel. Diese Kupplung ist einerseits notwendig, dass durch die Kupplungskraft insbesondere bei kleinen Drucken die Kolbenrückstellung über die Spindel verstärkt wird. Die zweite Kupplung wirkt am vorderen Ende des Übertragungsstößels, welcher über das Magnetgehäuse fest mit dem Kolben verbunden ist. Auch diese kraftschlüssige zweite Kupplung ist vorzugsweise mit einem Permanentmagneten aufgebaut. Zwischen dem Pol und Übertragungsstößel ist ein kleiner Leerweg vorgesehen, der u. a. für die Pedalcharakteristik und Kalibrierung der Pedalwegsensoren gebraucht wird. Zu weiteren Merkmalen und der Wirkungsweise dieser Kupplungseinrichtung wird auf die o. g. deutsche Patentanmeldung DE 102010045617 der Anmelderin Bezug genommen.
In 4 ist ein Diagramm dargestellt, welches die Kolbenkraft als Funktion des Kolbenweges zeigt. Die Kennlinie A zeigt den Kolbenhub und die zugeordnete Kolbenkraft, die aus dem nachgeschalteten System, z. B. dem Speicherdruck resultiert. Die Kennlinie B resultiert aus dem zwischengeschalteten elastischen Glied bzw. Feder, vorzugsweise Tellerfeder. Entsprechend der ausgewählten Steifigkeit verläuft die Kennlinie flacher, was bedeutet, dass im Arbeitspunkt 1 zwischen dem Kolbenweg sp_k und dem Weg des Stößels sp_s eine Differenz s₁ vorliegen muß bei der systembedingten Kolbengegenkraft. Fällt diese durch einen Fehler aus, so entsteht bei entsprechendem Kolbenweg sp_k kein Differenzweg s₁, so dass Fehlermeldung zur Diagnoseschaltung erfolgt. Erfolgt andrerseits bei 1 eine Blockierung des Kolbens, so kann nach Überschreiten von F_o ein zusätzlicher Weg so gemessen werden, was wiederum einem Fehler entspricht. Hat ein Sensor eine Drift oder Signalabweichung, so darf bei 1 maximal eine Differenz der beiden Sensorsignale sp_k und s_p, d. h. s₁ auftreten. Bei größerem Pedalhub ändert sich s bis zum Anschlag B1 der Feder. Ab diesem Punkt verläuft die Federkennlinie sp als Äquidistante zu sp_k. Der Anschlag bei B1 wird vorteilhaft so gewählt, dass er an der Grenze des normalen Arbeitsbereiches mit FK1 liegt, so dass alle beschrieben Fehler erkannt werden, wie Sensorabweichung, zu große Kolbenkraft oder Fehler im nachgeschalteten System (Druckausfall durch Magnetventil oder Blockieren eines Kolbens).
5 zeigt eine erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung mit Erweiterung des Differenzwegs und zusätzlich mit Rückstellfedern. 5 beschreibt die Anordnung bestehend aus Pedalinterface mit Bremspedal 101, Pedalstößel 102, Übertragungsglied, federnde bzw. elastische Einrichtung 105, EC-Motor 108, THZ 112 und HCU. Die Vorrichtung entspricht bezüglich des Antriebes (Motor/Getriebe), des Hauptzylinders (THZ) und der HCU der Ausführung der 3, so dass auf die diesbezügliche Beschreibung Bezug genommen wird. Im Unterschied zur DE 102010050132 ist bei der Vorrichtung gem. 5 der Fortsatz des Kolbens 103 mit einer Bohrung für einen Stößel 103a versehen der in der Bohrung axial verschiebbar angeordnet ist. Bei Betätigung des Bremspedals 101 wird über die Pedalwegsensoren 109 und 110 der Motor 108 zur BKV eingeschaltet, was zu einer Bewegung der Spindel 106 und des insbesondere kraftschlüssig angekoppelten DK-Kolbens 107 führt. Der zwischen dem Übertragungsstößel 104 und dem Stößel 103 vorgesehene kleine Leerweg LW vergrößert sich mit zunehmender Pedalbewegung entsprechend der Wegsimulatorkennlinie, welche hier nicht mehr beschrieben wird. Bei Ausfall des BKV trifft der Stößel 103a nach kleinem LW auf den Übertragungsstößel, so dass danach der LW 0 ist.
Der Wegsimulator 66 bewirkt auf den Kolben eine Gegenkraft, die zusammen mit der Rückstellfeder 111 oder 111a der Pedalstößelkraft entgegen wirkt. Diese Kraft bewirkt eine Auslenkung des elastischen Gliedes, insbesondere der Tellerfeder 105. Diese Auslenkung wird über die Pedalwegsensoren 109 und 110 gemessen. Je größer die Auslenkung ist, desto größer der Messbereich. Wie in DE 102010051032.8 schon erwähnt, sind über die Auslenkung Fehler bei zu großer Kobenreibung bei WS und Magnetventilen erkennbar, was erheblich zur Fehlersicherheit beiträgt.
Anstelle der nicht verschleißlosen Tellerfeder 105 (untere Hälfte der 5) können auch verschleißarme Druckfedern in der Pedalstößelachse 105a und/oder achsparallel 105b (obere Hälfte der 5) eingesetzt werden. Die Federn sind vorgespannt. Der Pedalstößel 102 mit Hilfskolben 103 und Bremspedal 101 müssen in die Ausgangslage zurück gestellt werden. Hierzu dienen Rückstellfedern, die entweder auf den Flansch 102 des Pedalstößels 102 (Federn 111a) oder auf den Hilfskolben 103 (Feder 111) wirken.
Der Pedalstößel 102 wirkt über das Übertragungsglied direkt auf den Übertragungsstößel 103a bei Ausfall BKV oder z. B. bei Ausfall (WS) 66 der insbesondere mittels des Kolbens 103 betätigbar ist, wobei der BKV als Folgeverstärker mit Unterstützung der Pedalkraft betrieben werden kann.
Die in der 5a dargestellte Ausführungsform der Betätigungsvorrichtung zeigt eine Variante, bei der der Kolben 24 bzw. dessen Fortsatz 26 aus den bzgl. der 3a beschriebenen Gründen mit dem Übertragungsstößel 37 verbunden ist. Die Verbindung kann dabei zweckmäßig mittels eines quer durch entsprechende Bohrungen der Teile geführten Bolzens oder Stiftes erfolgen, wobei ein Fortsatz des Stößels 103a in eine entsprechende Ausnehmung des Fortsatzes Übertragungsstößels 104 hineinragt oder umgekehrt. Es sind jedoch auch andere Verbindungsarten möglich. Zwischen dem Ende des Übertragungsstößels 104 und dem Kolben des Hauptzylinders ist ein kleiner Leerweg LW vorgesehen.
5b zeigt eine weitere vorteilhafte Ausführungsform. Hierbei ist der Übertragungsstößel 104 durch eine Rückstellfeder 125 belastet, so daß er gegen den Stößel 103a gedrückt wird bzw. an diesem anliegt. Wird der BKV aktiviert, so ist bei Wegsimulatorsystemen bekanntlich der Kolben- bzw. der Spindelweg größer als der des Pedalstößels 103a, wodurch die gewünschte Relativbewegung entsteht. Die Möglichkeit des Klemmens kann zusätzlich reduziert werden durch eine relativ kurze Führungslänge des Übertragungsstößels 104, die z. B. aus einem Lagerwerkstoff gemacht wird mit anschließendem Spiel s zwischen dem Übertragungsstößel 104 und der Spindel 106. Damit ist die Klemmgefahr minimal. Außerdem kann die Reibung diagnostiziert werden, wenn z. B. bei Fahrzeugstillstand die Spindel über den Leerweg hinaus aus der Ausgangsstellung bewegt wird. Ist die Reibung klein, so äußert sich dies in einer kleinen Stromaufnahme. Wenn die Spindel über den Leerweg hinausbewegt wird so öffnet sich die permanentmagnetische Kupplung indem der Kolben 107 über den Übertragungsstößel am Hilfskolben und seinem Anschlag anliegt und anschließend die Spindel 106 weiterbewegt wird. Hierbei wird der Luftspalt der Polplatte 37a au ferromagnetischem Material und dem Permanentmagneten 37b größer. Die Änderung des Motorstroms erfasst im Bereich Leerweg die Reibung und anschließend die Kupplungskraft. Damit kann beides diagnostiziert werden. Damit ist die Fehlersicherheit gewährleistet.
Bezugszeichenliste

1: Betätigungseinrichtung
2: Betätigungselement
3: Übertragungsglied
4: Kolben
5: Zylinder
6: elastisches Glied bzw. Tellerfeder
7: Fortsatz
8: Fortsatz
9: Betätigungselement
10: Betätigungselement
11: Wegsensor
12: Wegsensor
13: Auswerteeinheit
14: Tandemhauptzylinder
15a: Wegsensor
15b: Wegsensor
16: Betätigungseinrichtung
17: Wegsimulator
18: Ausgleichsbehälter
19: Kolben
20: Betätigungsvorrichtung
21: Bremspedal
22: Pedalstößel
23: Drehwinkelgeber
24: Kolben
25: Zylinder
26: Fortsatz
27: Trennwand
28: Teil aus ferromagnetischem Material
29: Arbeitsraum
30: Gehäuse
31: Elektromotor
32: Rotor
33: Lager
34: Lager
35: Spindel
36: Bohrung
37: Übertragungsstößel
37a: Teil aus ferromagnetischem Material
37b: Dauermagnet
38: Dauermagnet
39: Ausnehmung
40: Tandem-Hauptzylinder
41: Zylinder
42: Kolben
43: Kolben
44: Arbeitsraum
45: Arbeitsraum
46: Hydraulikleitung
47: Hydraulikleitung
48: Hydraulikleitung
49: Hydraulikleitung
63: Hydraulikleitung
64: 2/2-Wege-Ventil
65: Drossel-Rückschlag-Ventilanordnung
66: Wegsimulator
67: Hydraulikleitung
68: 2/2-Wege-Ventil
69: Simulatorfeder
70: Wegsimulatorkolben
101: Bremspedal
102: Pedalstößel
102a: Flansch
103: Hilfskolben
103a: Stößel
104: Übertragungsstößel
105: Elastisches Glied Tellerfeder
105a: zentrale Druckfeder
105b: achsparallele Druckfeder
106: Spindel
107: K-Kolben
108: EC-Motor
109: Pedalweggeber Master
110: Pedalweggeber Slave
111: Rückstellfeder am Hilfskolben
111a: Rückstellfeder am Pedalstößel
112: THZ
114: Bolzen bzw. Stift
124a: Kolben
125: Rückstellfeder
126: Anschlag
h: Federhub
LW: Leerweg von Pedalstößel zu Übertragungsstößel
s: Spiel
BKV: Bremskraftverstärkung
HCU: hydraulische Drucksteuerung

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 102005018649 A1 [0002]
DE 102004011622 [0004]
DE 102010051032 [0006, 0010, 0013, 0039]
DE 102010045617 [0027, 0036]
DE 102007062839 [0030]
DE 102010050132 [0038]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ECE-R 13H [0012]
ECE-R13H [0031]

Claims

Betätigungsvorrichtung, insbesondere für eine Fahrzeugbremsanlage, mit einer Betätigungseinrichtung, einem Fremdkraftaktuator, einem ersten Wegsensor, zur Sensierung des Weges der Betätigungseinrichtung und mit einer Auswerteeinheit, einem weiteren Wegsensor, der getrennt vom ersten Wegsensor betätigbar ist, wobei die Betätigung der Wegsensoren über zwei relativ zueinander bewegbare Elemente erfolgt und wobei die Differenzwege und/oder Differenzkräfte der Wegsensoren gemessen und von der Auswerteeinheit ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betätigungselement (103a) vorgesehen ist, das mit einem der relativ zueinander bewegbaren Elemente bewegbar verbunden und gegenüber dem anderen bewegbaren Element (103) bewegbar angeordnet ist.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (103a) ein Stößel ist, der insbesondere koaxial zur Betätigungseinrichtung angeordnet ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den relativ zueinander bewegbaren Elementen eine elastische bzw. federnde Einrichtung (105) vorgesehen ist, die insbesondere koaxial oder achsparallel zur Betätigungseinrichtung angeordnet ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Einrichtung Teller- oder Druckerfedern (105, 105a) aufweist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung eine Kolben-Zylinder-Einheit aufweist, deren Kolben (103) mittels der Betätigungseinrichtung (101,102) betätigbar ist und dass das Betätigungselement (103a) im Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit axial verschiebbar angeordnet ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement unter Zwischenschaltung eines kleinen Leerweges (LW) direkt oder indirekt auf einen Kolben eines Hauptzylinders (112) wirkt.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wegsimulator (66) vorgesehen ist, der insbesondere mittels der Kolben-Zylinder-Einheit (103) betätigbar ist.
Betätigungsvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kolben-Zylinder-Einheit vorgesehen ist und dass ein Übertragungselement, insbesondere Übertragungsstößel (37) mit dem Kolben (24) der Kolben-Zylinder-Einheit verbunden, insbesondere gekoppelt ist.
Betätigungsvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kolben-Zylinder-Einheit vorgesehen ist und dass ein Übertragungselement, insbesondere Übertragungsstößel (104) mit einem zwischen dem Kolben (124a) der Kolben-Zylindereinheit und dem Übertragungselement angeordneten, relativ zum Kolben beweglichen Element, insbesondere Stößel (103a) verbunden, insbesondere gekoppelt ist.
Betätigungsvorrichtung, nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbindung bzw. Koppelung ein Bolzen bzw. Stift (114) vorgesehen ist.
Betätigungsvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übertragungsstössel mittels einer elastische bzw. federnden Einrichtung gegen den Kolben der Kolben-Zylindereinheit gedrückt wird.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibung des Übertragungsstößels und/oder die Kupplungskraft mittels Erfassung der Spindelbewegung und des Motorstromes erfasst wird.