DE102013007574A1 - Actuating device for arrangement between a brake pedal and a master cylinder of a motor vehicle - Google Patents
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- B60T7/04—Brake-action initiating means for personal initiation foot actuated
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- B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
- B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
- B60T8/34—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
- B60T8/40—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition comprising an additional fluid circuit including fluid pressurising means for modifying the pressure of the braking fluid, e.g. including wheel driven pumps for detecting a speed condition, or pumps which are controlled by means independent of the braking system
- B60T8/4072—Systems in which a driver input signal is used as a control signal for the additional fluid circuit which is normally used for braking
- B60T8/4077—Systems in which the booster is used as an auxiliary pressure source
Abstract
Eine Betätigungseinrichtung (2) zur Anordnung zwischen einem Bremspedal und einem Hauptbremszylinder eines Kraftfahrzeugs umfasst eine elektrische Betätigungsvorrichtung (5) mit einer Druckstange (7) zur Betätigung des Hauptbremszylinders (4) und einen Pedalsimulator (6), der zwischen dem Bremspedal (3) und der elektrischen Betätigungsvorrichtung (5) angeordnet ist und ein Durchgriffselement (11) aufweist, das von der Druckstange (7) durch einen Luftspalt (15) beabstandet ist, wobei dieser Luftspalt (15) in einem ersten Betriebsmodus der Betätigungseinrichtung (2) bei einer Betätigung des Bremspedals (2) aufrecht erhalten wird und in einem zweiten Betriebsmodus bei mechanischem Durchgriff des Bremspedals (3) auf den Hauptbremszylinder (4) überwunden wird. Die Druckstange (7) weist an ihrem zu dem Durchgriffselement (11) weisenden Ende einen Anschlagpuffer (24) aus Elastomermaterial auf. Hierdurch wird eine in Bezug auf Herstellung und Gebrauch vorteilhafte Betätigungseinrichtung (2) geschaffen.An actuating device (2) for arrangement between a brake pedal and a master brake cylinder of a motor vehicle comprises an electrical actuating device (5) with a push rod (7) for actuating the master brake cylinder (4) and a pedal simulator (6) which is connected between the brake pedal (3) and The electrical actuating device (5) is arranged and has a penetrating element (11) which is spaced from the push rod (7) by an air gap (15), said air gap (15) in a first operating mode of the actuating device (2) when actuated of the brake pedal (2) is maintained and is overcome in a second operating mode when the brake pedal (3) engages mechanically on the master brake cylinder (4). The push rod (7) has a stop buffer (24) made of elastomer material at its end facing the penetrating element (11). This creates an actuating device (2) which is advantageous in terms of manufacture and use.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungseinrichtung zur Anordnung zwischen einem Bremspedal und einem Hauptbremszylinder eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine elektrische Betätigungsvorrichtung mit einer Druckstange zur Betätigung des Hauptbremszylinders und einen Pedalsimulator, der zwischen dem Bremspedal und der elektrischen Betätigungsvorrichtung angeordnet ist und ein Durchgriffselement aufweist, das von der Druckstange durch einen Luftspalt beabstandet ist, wobei dieser Luftspalt in einem ersten Betriebsmodus der Betätigungseinrichtung bei einer Betätigung des Bremspedals aufrecht erhalten wird und in einem zweiten Betriebsmodus bei mechanischem Durchgriff des Bremspedals auf den Hauptbremszylinder überwunden wird.The invention relates to an actuating device for the arrangement between a brake pedal and a master cylinder of a motor vehicle, comprising an electric actuator with a push rod for actuating the master cylinder and a pedal simulator, which is arranged between the brake pedal and the electric actuator and has a passage element which of the pressure rod is spaced by an air gap, said air gap is maintained in a first operating mode of the actuator upon actuation of the brake pedal and is overcome in a second operating mode with mechanical penetration of the brake pedal to the master cylinder.
Zum Bremsen von Personenkraftfahrzeugen reicht die Fußkraft des Fahrers zumeist nicht aus, so dass diese üblicherweise mit einem Bremskraftverstärker ausgestattet werden. Bremskraftverstärker arbeiten in der Regel mit einem vom Verbrennungsmotor erzeugten Unterdruck. Dabei wird die Druckdifferenz zwischen dem Motordruck und dem Umgebungsdruck genutzt, um zusätzlich zur Fußkraft des Fahrers eine Verstärkungskraft auf die Kolbenstange des Hauptbremszylinders aufzubringen. Mit zunehmender Fahrzeugmasse werden Unterdruck-Bremskraftverstärker mit verhältnismäßig großem Durchmesser benötigt. Übliche Bremskraftverstärker weisen einen Durchmesser von bis zu 26 cm auf. Sie sind folglich sehr voluminös und schränken den Platz im Motorraum für andere Bauteile ein.For braking passenger vehicles, the driver's foot force is usually not sufficient, so that these are usually equipped with a brake booster. Brake boosters usually work with a negative pressure generated by the engine. In this case, the pressure difference between the engine pressure and the ambient pressure is used to apply in addition to the driver's foot force, an amplifying force on the piston rod of the master cylinder. With increasing vehicle mass vacuum booster with relatively large diameter are needed. Conventional brake booster have a diameter of up to 26 cm. They are therefore very bulky and restrict the space in the engine compartment for other components.
Bei Dieselmotoren, modernen direkteinspritzenden FSI-Motoren oder Valvetronic-Motoren steht jedoch kein ausreichender Unterdruck am Motor mehr zur Verfügung. Deswegen werden bei diesen Motoren elektrische oder vom Verbrennungsmotor angetriebene Unterdruckpumpen eingesetzt. Diese und die notwendige Verschlauchung benötigen jedoch Bauraum, erhöhen das Fahrzeuggewicht und sind im Hinblick auf die Fertigung und Montage aufwändig. Eine Alternative hierzu stellen elektromechanische Bremskraftverstärker dar, welche die Betätigungskraft am Hauptbremszylinder mittels eines Elektromotors zu erzeugen. Derartige Einrichtungen können nicht nur zur Bereitstellung einer Hilfskraft, sondern in Brake-by-wire-Systemen auch zur alleinigen Bereitstellung der Betätigungskraft eingesetzt werden.In diesel engines, modern direct-injection FSI engines or Valvetronic engines, however, there is no longer sufficient underpressure at the engine. For this reason, electric motors or negative pressure pumps driven by the internal combustion engine are used in these engines. However, these and the necessary tubing require space, increase the vehicle weight and are complex in terms of manufacturing and assembly. An alternative to this is electromechanical brake booster, which generate the actuation force on the master cylinder by means of an electric motor. Such devices can be used not only to provide an auxiliary power, but also in brake-by-wire systems for the sole provision of the actuating force.
Eine gattungsgemäße Betätigungseinrichtung ist aus
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hierzu eine in Bezug auf Herstellung und Gebrauch verbesserte Alternative aufzuzeigen.The invention is based on the object of demonstrating an improved alternative with regard to production and use.
Zur Lösung der oben genannten Aufgabe wird eine Betätigungseinrichtung zur Anordnung zwischen einem Bremspedal und einem Hauptbremszylinder eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 vorgeschlagen.To achieve the above object, an actuating device for arrangement between a brake pedal and a master cylinder of a motor vehicle with the features of claim 1 is proposed.
Die erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung zur Anordnung zwischen einem Bremspedal und einem Hauptbremszylinder eines Kraftfahrzeugs umfasst eine elektrische Betätigungsvorrichtung mit einer Druckstange zur Betätigung des Hauptbremszylinders und einen Pedalsimulator, der zwischen dem Bremspedal und der elektrischen Betätigungsvorrichtung angeordnet ist und ein Durchgriffselement aufweist, das von der Druckstange durch einen Luftspalt beabstandet ist, wobei dieser Luftspalt in einem ersten Betriebsmodus der Betätigungseinrichtung bei einer Betätigung des Bremspedals aufrecht erhalten wird und in einem zweiten Betriebsmodus bei mechanischem Durchgriff des Bremspedals auf den Hauptbremszylinder überwunden wird. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass die Druckstange an ihrem zu dem Durchgriffselement weisenden Ende einen Anschlagpuffer aus Elastomermaterial aufweist.The actuating device according to the invention for the arrangement between a brake pedal and a master cylinder of a motor vehicle comprises an electric actuator with a push rod for actuating the master cylinder and a pedal simulator, which is arranged between the brake pedal and the electric actuator and a Durchgriffselement having from the push rod through an air gap is spaced, this air gap is maintained in a first mode of operation of the actuator upon actuation of the brake pedal and is overcome in a second operating mode with mechanical penetration of the brake pedal to the master cylinder. It is characterized in that the push rod has an abutment buffer made of elastomeric material at its end facing the passage element.
Durch die Integration des Anschlagpuffers in die Druckstange wird die Herstellung in der Serienfertigung einfacher und kostengünstiger.The integration of the stop buffer into the push rod makes mass production easier and less expensive.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Patentansprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are specified in further claims.
Vorzugsweise weist der Anschlagpuffer an seiner zu dem Durchgriffselement weisenden Seite eine gewölbte Anschlagfläche auf. Hierdurch wird ein besonders weiches Ansprechen des Anschlagpuffers ermöglicht.Preferably, the stop buffer on its side facing the passage element on a curved stop surface. This allows a particularly soft response of the stop buffer.
Weiterhin kann das Durchgriffselement eine Vertiefung mit einem ausgerundeten Boden als Gegenfläche für den Anschlagpuffer ausbilden, wobei sich die Druckstange mit dem Anschlagpuffer in die Vertiefung des Durchgriffselements hinein erstreckt. Etwaige Schräglagen lassen sich hierdurch sehr einfach auffangen und ausgleichen.Furthermore, the penetration element may be a recess with a rounded bottom as Form the mating surface for the stop buffer, wherein the push rod extends with the stop buffer in the recess of the punch-through element. Any inclinations can be easily absorbed and compensated.
Ferner kann die Vertiefung zu ihrem Boden hin im Durchmesser verjüngt sein. Dies gestattet einerseits einen Normalbetrieb unter Aufrechterhaltung des Luftspalts, andererseits wird im Fall eines Anschlags eine definierte Anschlagsposition zielgenau eingehalten.Further, the recess may be tapered to its bottom in diameter. On the one hand this allows a normal operation while maintaining the air gap, on the other hand, in the case of a stop, a defined stop position is precisely adhered to.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Pedalsimulator als Zylinder-Kolben-Anordnung ausgebildet. Das Durchgriffselement ist dabei ein Kolben dieser Kolben-Zylinder-Anordnung. Durch Ausbildung der vorgenannten Vertiefung in einer Stirnseite des Kolbens wird eine besonders kompakte Bauweise erzielt.According to a further advantageous embodiment of the invention, the pedal simulator is designed as a cylinder-piston arrangement. The passage element is a piston of this piston-cylinder arrangement. By forming the aforementioned recess in an end face of the piston, a particularly compact design is achieved.
Vorzugsweise ist der Luftspalt zwischen dem Anschlagpuffer und dem Durchgriffselement derart dimensioniert, dass der Anschlagpuffer bei Überschreiten einer bestimmten Geschwindigkeit des Bremspedalhebels im ersten Betriebsmodus wirksam ist. Hierdurch wird im Normalbetrieb sowohl eine haptische als auch eine akustische Verbesserung erzielt, wenn das Bremspedal mit hoher Geschwindigkeit betätigt wird.Preferably, the air gap between the stop buffer and the passage element is dimensioned such that the stop buffer is effective when exceeding a certain speed of the brake pedal lever in the first operating mode. As a result, both a haptic and an acoustic improvement is achieved in normal operation when the brake pedal is operated at high speed.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Anschlagpuffer an einen Endabschnitt der Druckstange angespritzt, wodurch bei einfacher Herstellbarkeit eine gute Haftung gewährleistet wird. Es ist jedoch auch möglich, den Anschlagpuffer an den Endabschnitt der Druckstange anzukleben oder mit dieser zu verrasten.According to a further advantageous embodiment of the invention, the stop buffer is molded onto an end portion of the push rod, whereby good adhesion is ensured with ease of manufacture. However, it is also possible to glue the stop buffer to the end portion of the push rod or to lock with this.
Ferner kann die Druckstange eine Stirnfläche mit mindestens einer Vertiefung oder mindestens einem Vorsprung ausbilden, welche formschlüssig mit einer entsprechenden Kontur einer Anschlagpufferrückseite in Eingriff steht. Hierdurch werden bei etwaigen Schräglagen auftretende Querkräfte besser abgestützt und somit die Bindung des Anschlagpuffers an die Druckstange verbessert.Furthermore, the push rod can form an end face with at least one recess or at least one projection, which engages positively with a corresponding contour of a stop buffer rear side. As a result, transverse forces occurring at any inclinations are better supported and thus improves the binding of the stop buffer to the push rod.
Weiterhin kann der Anschlagpuffer an der Schnittstelle zu der Druckstange die Außenkontur der Druckstange kontinuierlich fortführen, wodurch ein Verhaken des Anschlagpuffers vermieden wird.Furthermore, the stop buffer at the interface to the push rod, the outer contour of the push rod continuously continue, whereby a catching of the stop buffer is avoided.
Die vorstehend erläuterte Betätigungseinrichtung kommt vorzugsweise an einem Kraftfahrzeug zum Einsatz. Dessen Bremsanlage umfasst ein Bremspedal und einen mit dem Bremspedal gekoppelten Pedalsimulator sowie weiterhin einen Hauptbremszylinder. Die Betätigungseinrichtung ist dabei räumlich zwischen dem Bremspedal und dem Hauptbremszylinder angeordnet. Die Bremsanlage weist einen ersten Betriebsmodus auf, in dem das Bremspedal mit dem Pedalsimulator zusammenwirkt und von dem Hauptbremszylinder entkoppelt ist, sowie einen zweiten Betriebsmodus, in dem das Bremspedal über die Druckstange den Hauptbremszylinder mit Kraft beaufschlagen kann und der Pedalsimulator deaktiviert ist. Hierdurch wird im Normalbetrieb ein Brake-by-wire-System realisiert, das im Notfall, beispielsweise bei Ausfall der elektrischen Betätigungsvorrichtung, eine mechanische Rückfallebene aufweist.The actuating device explained above is preferably used on a motor vehicle. Its brake system includes a brake pedal and a pedal simulator coupled to the brake pedal and also a master cylinder. The actuator is spatially arranged between the brake pedal and the master cylinder. The brake system has a first mode of operation in which the brake pedal cooperates with the pedal simulator and decoupled from the master cylinder, and a second mode of operation in which the brake pedal can force the master cylinder via the push rod and the pedal simulator is deactivated. As a result, a brake-by-wire system is realized in normal operation, which has a mechanical fallback in an emergency, for example in case of failure of the electrical actuator.
Bei Ausfall des elektrischen Antriebs ist ein mechanischer Durchgriff, d. h. eine Betätigung des Hauptbremszylinders über das Bremspedal durch den Fahrer mittels der Druckstange möglich. Ferner ist ein Kombinationsbetrieb möglich, in dem die Betätigungskraft des Hauptbremszylinders sowohl durch die Kraft des Fahrers am Bremspedal als auch durch die elektrische Betätigungsvorrichtung aufgebracht wird.In case of failure of the electric drive is a mechanical penetration, d. H. an actuation of the master cylinder via the brake pedal by the driver by means of the push rod possible. Further, a combination operation is possible in which the operating force of the master cylinder is applied both by the force of the driver on the brake pedal and by the electric actuator.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing. The drawing shows in:
Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine Bremsanlage
Die Betätigungseinrichtung
Die Betätigungseinrichtung
Die elektrische Betätigungsvorrichtung
Bei der dargestellten Fahrzeugbremsanlage dient das Bremspedal
Um dem Fahrer bei einer Bremspedalbetätigung die Dosierung der Bremskraft zu erleichtern, umfasst die Bremsanlage
Der Pedalsimulator
Der Pedalsimulator
Die zwischen dem Durchgriffselement
Um ein stets sicheres Reduzieren des Bremsdrucks auf Null zu ermöglichen, ist das Getriebe
Der Elektromotor
Die Betätigungseinrichtung
Der Aufbau des in dem Gehäuse
Im Unterschied zu der Hülse
Die Druckstange
Die Druckstange
Im Normalbetrieb (erster Betriebsmodus) berührt der Anschlagpuffer
Der Luftspalt
Ein weiches Ansprechen des Anschlagpuffers
Die Vertiefung
Aus den gleichen Gründen muss eine besonders stabile Verbindung zwischen dem Anschlagpuffer
Zudem kann zwischen der Stirnfläche
Zudem kann, wie den
In einer vereinfachten Ausführung wird der Anschlagpuffer ohne Verwölbung mit einer flachen Stirnseite als Anschlagfläche
Das gegenüberliegende Ende der Druckstange
Das dem Hauptbremszylinder
Anstelle von Axialnuten
Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele und -varianten beschränkt, sondern umfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen.The invention has been explained above with reference to an embodiment. However, it is not limited to the illustrated embodiments and variants, but includes all embodiments defined by the claims.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Bremsanlagebraking system
- 22
- Betätigungseinrichtungactuator
- 33
- Bremspedalbrake pedal
- 44
- HauptbremszylinderMaster Cylinder
- 4a4a
- Betätigungskolbenactuating piston
- 55
- elektrische Betätigungsvorrichtungelectrical actuator
- 5a5a
- Gehäusecasing
- 66
- Pedalsimulatorpedal simulator
- 77
- Druckstangepushrod
- 88th
- Elektromotorelectric motor
- 99
- Schneckeslug
- 1010
- Getriebetransmission
- 1111
- Kolbenpiston
- 1212
- Schubstangepushrod
- 1313
- RückstellfederReturn spring
- 1414
- Druckspindeljackscrew
- 1515
- Luftspaltair gap
- 1717
- Steuergerätcontrol unit
- 18 18
- Spritzwandbulkhead
- 1919
- Öffnungopening
- 2020
- Hülseshell
- 2121
- Wälzlagerroller bearing
- 2222
- Schneckenradworm
- 2323
- Innengewindeinner thread
- 2424
- Anschlagpufferbuffer
- 2525
- Vertiefungdeepening
- 2626
- Anschlagflächestop surface
- 2727
- ausgerundeter Bodenrounded ground
- 2828
- Stirnseitefront
- 28a28a
- Vertiefungdeepening
- 2929
- AnschlagpufferrückseiteBuffer back
- 3030
- Rundungcurve
- 3131
- Kalottedome
- 3232
- Gehäusedeckelhousing cover
- 3333
- Zapfenspigot
- 3434
- Axialnutaxial groove
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102009055721 A1 [0004, 0004] DE 102009055721 A1 [0004, 0004]
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