DE102011101655A1 - Device for activating braking installation of motor vehicle, has additional displacement sensor activated separately from displacement sensor, where activation of displacement sensors is carried out by two movable elements - Google Patents

Device for activating braking installation of motor vehicle, has additional displacement sensor activated separately from displacement sensor, where activation of displacement sensors is carried out by two movable elements Download PDF

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Abstract

The device has an additional displacement sensor activated separately from a displacement sensor, where the activation of the displacement sensors is carried out by two movable elements with respect to each other. The activation of the displacement sensors is carried by an elastic mechanism or spring mechanism e.g. spring washer (105), where the displacement differences or force difference of the sensors are measured and treated by a data processing unit. An activating device comprises a cylinder whose piston (103) is activated by activating mechanisms (101, 102). An independent claim is also included for a method for monitoring operation of a displacement of a displacement simulator.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung, insbesondere für eine Fahrzeug-Bremsanlage, mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.The invention relates to an actuating device, in particular for a vehicle brake system, with the features of the preamble of claim 1.

Derartige Betätigungsvorrichtungen sind bekannt. So ist z. B. aus der DE 10 2005 018649A1 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.Such actuators are known. So z. B. from the DE 10 2005 018649A1 a braking system with an electric motor driven piston-cylinder system is known in which the path simulator is switched off in case of failure of the power supply and thus the Fremdkraftaktuators via a Wegsimulatorarretierung.

Bei derartigen Betätigungsvorrichtungen kann es zu Problemen kommen, wenn Teile der Betätigungseinrichtung, z. B. der Kolben des Kolben-Zylinder-Systems klemmen oder dergleichen.In such actuators may cause problems when parts of the actuator, for. B. clamp the piston of the piston-cylinder system or the like.

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.So is for example also from the DE 10 2004 011622 already an actuator known, which acts on two redundant sensors and at the same time on a Wegsimulatoreinrichtung. If a clamping of the transmission piston occurs in this device, the brake pedal can transmit no or only a reduced force to the master cylinder. This error is not detected by the redundant sensors. Another example is the clutch actuation. Clamps in this the slave cylinder, the coupling process can only be done with increased force or not at all.

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.In the DE 102010051032.8 the Applicant has already proposed an actuating device in which a further displacement sensor is provided, which is actuated separately from a first displacement sensor and wherein the differential paths and / or differential forces of the displacement sensors are measured and evaluated by an evaluation unit. In this solution pedal travel sensors are used in conjunction with an elastic or resilient element as pedal force sensors and there is a force measurement by Differenzwegmessung. With this solution, an actuator or a path simulator is created in an effective and cost-effective manner, with the malfunction are reliably detected, so that appropriate measures can be taken. The difference in this solution is relatively small, because it acts as a pedal loss path in case of failure of the brake booster. This can lead to a limitation of the measuring range.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen erweiterten Messbereich aufweist.The invention has for its object to provide an actuating device of the type mentioned, which has an extended measuring range.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.The solution of this object is achieved with the features of claim 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.With the solution according to the invention is in a surprisingly easy way while maintaining the advantages of the DE 102010051032.8 (to which reference is made) described here or its embodiments, an actuating device in which the measuring range is extended. With this solution, the difference path can be made larger by a factor of two to three.

Zweckmäßige Ausführungsformen bzw. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.Advantageous embodiments or developments of the invention are contained in the subclaims.

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 Betätigungvorrichtung und vorteilhafte Ausführungen bzw. Ausgestaltungen und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung und ihrer Ausgestaltungen näher erläutert.With reference to the drawing, in the following description, the actuators of DE 102010051032.8 (to which for revelation purposes reference is made) and the actuator according to the invention and advantageous embodiments or refinements and other features and advantages of the invention and its embodiments explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

1 schematisch eine Betätigungsvorrichung, z. B. für eine Kupplung; 1 schematically a Betätigungsvorrichung, z. B. for a clutch;

2 ein Hauptzylindersystem für eine Fahrzeugbremse mit Wegsimulator; 2 a master cylinder system for a vehicle brake with path simulator;

3 eine Betätigungvorrichtung einer Kraftfahrzeug-Bremsanlage; 3 an actuating device of a motor vehicle brake system;

4 ein Kennliniendiagramm einer Wegsimulator-Betätigungsvorrichtung; und 4 a characteristic diagram of a path simulator actuator; and

5 eine Betätigungsvorrichtung einer Kraftfahrzeugbremsanlege mit einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung. 5 an actuating device of a motor vehicle brake application with an actuating device according to the invention.

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 = 200 N (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 Wegsensore 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 Tellerefeder 6 auf den Kolben 4. Durch die Messung der von den Fortsätzen 7, 8 bzw. Betätigungselemente zurückgelegten Wege sp 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.In the 1 schematically illustrated actuator 1 has an actuator 2 on, which with its spherical end in a cup-shaped transmission member 3 is stored. The transmission link 3 is in turn displaceable in a piston open on one side 4 arranged, which in turn in a cylinder 5 sealed axially displaceable. Between the transmission link 3 and the piston 4 is an elastic member, in particular disc spring 6 arranged, which also at other locations between the two relatively movable elements (transfer member 3 and pistons 4 ) can be arranged or integrated. Also For example, the elastic member may comprise a bending spring or a spiral spring package or an elastomeric member. The diaphragm spring can z. B. have the following properties: s = 0.6 mm at Fped = 200 N (pedal force for blocking pressure on high coefficient of friction). The transmission link 3 and the piston 4 each have extensions 7 respectively. 8th on, by means of actuators 9 respectively. 10 on each one way sensors 11 respectively. 12 act. Of course, other means are possible to the movement of the relatively movable elements to the displacement sensors 11 . 12 transferred to. The redundant displacement sensors 11 respectively. 12 are operated separately by the actuator 2 over the elastic member or the plate spring 6 on the piston 4 acts, so that their movements separately on the two displacement sensors 11 . 12 be transmitted. From an electronic evaluation unit 13 (ECU) are the signals of the displacement sensors 11 . 12 and their assignment (such as in 4 shown), so that malfunctions can be detected when z. B. the piston 4 or further, cooperating components or other pistons, for. B. from slave cylinder. Here, the elastic member or the Tellerefeder acts 6 on the piston 4 , By measuring the extensions 7 . 8th or actuators covered paths s p detects the evaluation 13 the piston force and the piston travel and detects a fault in the event of a mismatch on the known force-displacement characteristic of the elastic member.

2 zeigt schematisch einen Tandemhauptzylinder 14 für ein Bremssystem eines Kraftfahrzeuges mit zwei Wegsensoren 15a, 15b, einer Betätigungseinrichtung 16 und einen über Kolben betätigten Wegsimultor 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 einem Ausfall der BKV der Tandemhauptzylinder die Drucksteuerfunktion und die Notfunktion. 2 schematically shows a tandem master cylinder 14 for a brake system of a motor vehicle with two displacement sensors 15a . 15b , an actuating device 16 and a piston operated Wegsimultor 17 ; this can be done via a solenoid valve 17a be switched off. Furthermore, an indicated hydraulic control unit (HCU) is provided, which may have various valves, memory and sensors, such. B. below in connection with 3 described. The actuating device and electronic evaluation device is largely according to the 1 We are not described further. However, the cylinder is here from the DK piston 19 of the tandem master cylinder 14 educated. In such systems, for. B. electro-hydraulic brake booster EHB has in case of failure of the BKV of the tandem master cylinder, the pressure control function and the emergency function.

Die in 3 dargestellte Betätigungsvorrichtung 20 für eine Kraftfahrzeugbremse weist eine Betätigungseinrichtung, 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.In the 3 illustrated actuating device 20 for a motor vehicle brake has an actuating device, in particular brake pedal 21 with pedal ram 22 on. The pedal ram 22 acts as above regarding. 1 described, via a transmission link 3a and a resilient device with a piston 24 together, in a cylinder 25 is arranged axially displaceable and a working space 29 forms. The piston 24 has a central extension 26 that is sealed in a partition 27 of the cylinder 25 is guided.

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.Axial to the cylinder 25 closes a housing 30 a Fremdkraftaktuators for the brake booster (BKV) and preferably the pressure modulation for ABS, ESP and the like. This has an electric motor 31 with rotor 32 on that in the case 30 are arranged. The rotor 32 that by means of storage 33 . 34 in the case 30 is stored, is part of a ball screw transmission. The spindle belonging to this gear 35 is rotatably mounted and has a central bore 36 on, in which a transfer ram 37 is stored. The transfer ram 37 carries at one of its ends a permanent magnet 38 in a recess 39 the spindle is arranged and with a part 28 made of ferromagnetic material on the extension 26 cooperates to form a first clutch. At the other end, the transfer tappet 37 with a part 37a be provided of ferromagnetic material, which with a in a piston 42 , which is part of the tandem master cylinder described below, arranged permanent magnets 37b forms a second magnetic coupling. Of course, also the extension 26 or the transfer ram 36 consist entirely of a ferromagnetic material. On or in the case 30 is optional a rotary encoder 23 arranged.

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.For further details of this coupling device is also on the German patent application DE 10 2010 045617.9 by the Applicant, which is incorporated herein for purposes of disclosure.

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 vorgeshenen Kupplungseinrichtung aufnimmt. Das Ende des Kolbens taucht bis etwa zur zwischen den Ausnahmungen vorgesehenen Trennwand in das Motorgehäuse und entsprechend in das Innere des Rotors ein.The tandem master cylinder 40 is axially adjacent to the housing 30 attached and has a cylinder in a known manner 41 and two pistons displaceably arranged therein 42 . 43 on, the two workrooms 44 . 45 form. The piston 42 forms recesses on both sides, one of which is the end of the transfer tappet 37 and receives the coupling device provided at this end. The end of the piston is immersed in the motor housing and approximately in the interior of the rotor as far as the partition provided between the exceptions.

Von den Arbeitsräumen führen Hydraulikleitungen 46, 47 zu einem Ausgleichsbehälter 18 und Hydraulikleitungen 48, 49 über ein in der HCU vorgeshenen 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.From the workrooms lead hydraulic lines 46 . 47 to a surge tank 18 and hydraulic lines 48 . 49 via a valve system provided in the HCU to the wheel brakes (not shown) of the brake system. The dashed lines in the drawing shown hydraulic actuating unit HCU can be constructed differently, according to different system or applications. An example of this is in the DE 10 200 7062839 described. It can be there also the components of the pressure control for an electro-hydraulic brake (EHB) (as described for example in the brake manual, Aufl. 1, Viehweg-Verlag).

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.The following describes the mode of action and the resulting additional features and advantages:
The brake pedal 21 acts on the pedal ram 22 on the piston 24 , wherein the displaced volume of this via the hydraulic line 67 to the hydraulic path simulator 66 arrives. With the movement of the piston 24 are the redundant displacement sensors 11 . 12 coupled as above 1 described. The displacement sensors 11 . 12 controlled by an evaluation 13 the engine 31 and simultaneously actuate the normally open 2/2-way solenoid valve 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.The desired reaction to the pedal force is generated by the path simulator 66 , According to the simulator spring arranged in the path simulator 69 arises in the workroom 29 a pedal-path-dependent pressure. If the Wegsimulatorkork clamp, the pedal travel pressure function is disturbed, ie on the opened in this case solenoid valve 64 flows pressure medium over the line 47 to the reservoir 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.The piston 24 can continue to be used in case of failure of the Fremdkraftaktuators to optimize the braking effect. In case of failure of the BKV, the pedal force should be as small as possible, which requires small master cylinder piston diameter. If these are used, then in the small pressure range large pedal travel is necessary due to the flat course of the pressure-volume characteristic.

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.About the normally closed 2/2-way solenoid valve 68 can in the lower pressure range of the piston 24 Pressure medium for pressure build-up in the work space 44 and the associated DK brake circuit are promoted. When depressurizing can via the pressure transducer 54 again pressure medium in the work space 29 to the piston 24 be promoted back.

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.A critical case is when the BKV fails during ABS operation on ice and then a positive μ jump occurs during braking. In this case, in the brake circuits, a low pressure in the limit of 1-2 bar, so that the initial range of the pressure volume characteristic begins at the Aussteuerpunkt the travel simulator with about 40% pedal travel, which also represents a piston stroke and thus volume loss.

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.For systems with the DK piston 42 the path simulator 66 in this case, the distance to the SK piston is actuated 43 correspondingly low, which has the consequence that in this critical case in the subsequent pressure build-up only a relatively low pressure in the DK circle is possible, which significantly affects the possible braking effect. Thus, in the lower pressure range in the ABS control of the DK piston does not hit the pedal plunger, a corresponding piston travel and thus distance to the pedal plunger = free travel is achieved by a corresponding volume in a storage chamber 52 respectively. 53 is directed. The advantage of this system in the critical case is that part of the volume can be recovered back into the brake circuit.

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.With regard to the diagnosis of the functionally relevant components, the system can also have at least one non-positive coupling, as described above. The first non-positive clutch, preferably embedded with a permanent magnet in a magnet housing, acts on a pole piece of the spindle. On the one hand, this coupling requires that the piston return is reinforced by the coupling force, in particular at low pressures. The second clutch acts on the front end of the transfer plunger, which is connected via the magnet housing fixed to the piston. This non-positive second clutch is preferably constructed with a permanent magnet. Between the pole and transfer ram a small free travel is provided, which is used among other things for the pedal characteristics and calibration of the pedal travel sensors. For further features and the operation of this coupling device is based on the above-mentioned German patent application DE 102010045617 the applicant referred.

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 spk und dem Weg des Stößels sps eine Differenz Δs1 vorliegen muß bei der systembedingten Kolbengegenkraft. Fällt diese durch einen Fehler aus, so entsteht bei entsprechendem Kolbenweg spk kein Differenzweg Δs1, so dass Fehlermeldung zur Diagnoseschaltung erfolgt. Erfolgt andrerseits bei 1 eine Blockierung des Kolbens, so kann nach Überschreiten von ΔFo ein zusätzlicher Weg Δs0 gemessen werden, was wiederum einem Fehler entspricht. Hat ein Sensor eine Drift oder Signalabweichung, so darf bei 1 maximal eine Differenz der beiden Sensorsignale spk und sp, d. h. Δs1 auftreten. Bei größerem Pedalhub ändert sich Δs bis zum Anschleg B1 der Feder. Ab diesem Punkt verläuft die Federkennlinie sp als Äquidistante zu spk. 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).In 4 a diagram is shown showing the piston force as a function of the piston stroke. The characteristic A shows the piston stroke and the associated piston force, which from the downstream system, for. B. the memory pressure results. The characteristic B results from the intermediate elastic member or spring, preferably plate spring. According to the selected stiffness, the characteristic is flatter, which means that at operating point 1 between the piston travel sp k and the path of the plunger sp s a difference Δs 1 must be present in the system-related piston reaction force. If this fails due to an error, no differential path Δs 1 results for the corresponding piston travel sp k , so that an error message is issued for the diagnosis circuit. If, on the other hand, a blocking of the piston takes place at 1 , an additional travel Δs 0 can be measured after exceeding ΔF o , which again corresponds to an error. If a sensor has a drift or signal deviation, a maximum of one difference of the two sensor signals sp k and s p , ie Δs 1, may occur at 1 . With a larger pedal stroke, Δs changes until the spring B1 engages. From this point, the spring characteristic sp runs as equidistant to sp k . The stop at B1 will be advantageous chosen to be at the limit of the normal working range with FK1, so that all described errors are detected, such as sensor deviation, excessive piston force, or downstream system failures (solenoid pressure failure or piston blockage).

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. 5 shows an actuating device according to the invention with extension of the differential path and in addition with return springs. 5 describes the arrangement consisting of pedal interface with brake pedal 101 , Pedal ram 102 , Transfer member, resilient or elastic device 105 , EC motor 108 , THZ 112 and HCU. The device corresponds with respect to the drive (engine / transmission), the master cylinder (THZ) and the HCU the execution of 3 so that reference is made to the relevant description. In contrast to DE 102010050132 is gem. 5 the extension of the piston 103 with a hole for a pestle 103a provided which is arranged axially displaceably in the bore. When the brake pedal is pressed 101 is via the pedal travel sensors 109 and 110 the motor 108 switched to BKV, causing a movement of the spindle 106 and in particular non-positively coupled DK piston 107 leads. The between the transfer ram 104 and the pestle 103 provided small Leerweg LW increases with increasing pedal movement according to the Wegsimulatorkennlinie, which will not be described here. In case of failure of the BKV hits the plunger 103a after a small LW on the transfer ram, so that afterwards the LW is 0.

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.The path simulator 66 causes a counterforce on the piston, which together with the return spring 111 or 111 counteracts the pedal ram force. This force causes a deflection of the elastic member, in particular the diaphragm spring 105 , This deflection is via the pedal travel sensors 109 and 110 measured. The greater the deflection, the larger the measuring range. As in DE 102010051032.8 already mentioned, the deflection errors on too much co-beating in WS and solenoid valves are recognizable, which significantly contributes to the error safety.

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.Instead of the non-wear plate spring 105 (lower half of 5 ) can also wear low-pressure springs in the Pedalstößelachse 105a and / or paraxial 105b (upper half of 5 ) are used. The springs are preloaded. The pedal ram 102 with auxiliary piston 103 and brake pedal 101 must be returned to the starting position. Serve this return springs, either on the flange 102 of the pedal ram 102 (Feathers 111 ) or on the auxiliary piston 103 (Feather 111 ) Act.

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.The pedal ram 102 acts via the transfer element directly on the transfer ram 103a in case of failure BKV or z. In case of failure (WS) 66 in particular by means of the piston 103 is operable, the BKV can be operated as a follower amplifier with the support of pedal force.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Betätigungseinrichtungactuator
22
Betätigungselementactuator
33
Übertragungsgliedtransmission member
44
Kolbenpiston
55
Zylindercylinder
66
elastisches Glied bzw. Tellerfederelastic member or plate spring
77
Fortsatzextension
88th
Fortsatzextension
99
Betätigungselementactuator
1010
Betätigungselementactuator
1111
Wegsensordisplacement sensor
1212
Wegsensordisplacement sensor
1313
Auswerteeinheitevaluation
1414
TandemhauptzylinderTandem master cylinder
15a15a
Wegsensordisplacement sensor
15b15b
Wegsensordisplacement sensor
1616
Betätigungseinrichtungactuator
1717
Wegsimulatortravel simulator
1818
Ausgleichsbehältersurge tank
1919
Kolbenpiston
2020
Betätigungsvorrichtungactuator
2121
Bremspedalbrake pedal
2222
Pedalstößelpedal tappet
2323
DrehwinkelgeberRotary encoder
2424
Kolbenpiston
2525
Zylindercylinder
2626
Fortsatzextension
2727
Trennwandpartition wall
2828
Teil aus ferromagnetischem MaterialPart made of ferromagnetic material
2929
Arbeitsraumworking space
3030
Gehäusecasing
3131
Elektromotorelectric motor
3232
Rotorrotor
3333
Lagercamp
3434
Lagercamp
3535
Spindelspindle
3636
Bohrungdrilling
3737
Übertragungsstößeltransfer ram
37a37a
Teil aus ferromagnetischem MaterialPart made of ferromagnetic material
37b37b
Dauermagnetpermanent magnet
3838
Dauermagnetpermanent magnet
3939
Ausnehmungrecess
4040
Tandem-HauptzylinderTandem master cylinder
4141
Zylindercylinder
4242
Kolbenpiston
4343
Kolbenpiston
4444
Arbeitsraumworking space
4545
Arbeitsraumworking space
4646
Hydraulikleitunghydraulic line
4747
Hydraulikleitunghydraulic line
4848
Hydraulikleitunghydraulic line
49 49
Hydraulikleitunghydraulic line
6363
Hydraulikleitunghydraulic line
6464
2/2-Wege-Ventil2/2 way valve
6565
Drossel-Rückschlag-VentilanordnungRestrictor check valve arrangement
6666
Wegsimulatortravel simulator
6767
Hydraulikleitunghydraulic line
6868
2/2-Wege-Ventil2/2 way valve
6969
Simulatorfedersimulator spring
7070
WegsimulatorkolbenWegsimulatorkolben
101101
Bremspedalbrake pedal
102102
Pedalstößelpedal tappet
102a102
Flanschflange
103103
Hilfskolbenauxiliary piston
103a103a
Stößeltappet
104104
Übertragungsstößeltransfer ram
105105
Elastisches Glied TellerfederElastic member plate spring
105a105a
zentrale Druckfedercentral compression spring
105b105b
achsparallele Druckfederaxially parallel compression spring
106106
Spindelspindle
107107
K-KolbenK-piston
108108
EC-MotorEC motor
109109
Pedalweggeber MasterPedal travel sensor master
110110
Pedalweggeber SlavePedal travel sensor slave
111111
Rückstellfeder am HilfskolbenReturn spring on the auxiliary piston
111a111
Rückstellfeder am PedalstößelReturn spring on the pedal plunger
112112
THZTHZ
hH
Federhubspring stroke
LWLW
Leerweg von Pedalstößel zu ÜbertragungsstößelFree travel from pedal ram to transfer ram
BKVBKV
BremskraftverstärkungBrake booster
HCUHCU
hydraulische Drucksteuerunghydraulic pressure control

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (7)

Betätigungsvorrichtung, insbesondere für eine Fahrzeug-Bremsanlage, 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.Actuating device, in particular for a vehicle brake system, with an actuating device, a Fremdkraftaktuator, a first displacement sensor, for sensing the path of the actuating device and with an evaluation, a further displacement sensor which is actuated separately from the first displacement sensor, wherein the actuation of the displacement sensors via two relative to each other movable elements takes place and wherein the differential paths and / or differential forces of the displacement sensors are measured and evaluated by the evaluation unit, characterized in that an actuating element ( 103a ) which is movably connected to one of the relatively movable elements and to the other movable element ( 103 ) is arranged movable. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (103a) ein Stößel ist, der insbesondere koaxial zur Betätigungseinrichtung angeordnet ist.Actuating device according to claim 1, characterized in that the actuating element ( 103a ) is a plunger, which is arranged in particular coaxially with the actuating device. 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.Actuating device according to one of claims 1 or 2, characterized in that between the relatively movable elements, a resilient or elastic device ( 105 ) is provided, which is arranged in particular coaxially or axially parallel to the actuating device. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Einrichtung Teller- oder Druckerfedern (105, 105a) aufweist.Actuating device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the elastic means plate or printing springs ( 105 . 105a ) having. 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.Actuating device according to one of the preceding claims, characterized in that the actuating device comprises a piston-cylinder unit whose piston ( 103 ) by means of the actuating device ( 101 . 102 ) and that the actuating element ( 103a ) Is arranged axially displaceable in the piston of the piston-cylinder unit. 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.Actuating device according to one of the preceding claims, characterized in that the actuating element with the interposition of a small free travel (LW) directly or indirectly to a piston of a master cylinder ( 112 ) acts. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wegsimulator (66) vorgesehen ist, der insbesondere mittels der Kolben-Zylinder-Einheit (103) betätigbar ist.Actuating device according to one of the preceding claims, characterized in that a travel simulator ( 66 ) is provided, in particular by means of the piston-cylinder unit ( 103 ) is operable.
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