WO2005070738A1 - Electrohydraulic braking system having an auxiliary drive device on the pedal unit - Google Patents
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Definitions
- the drive device is arranged on a push rod of the pedal unit.
- an elongated hole is formed on the connecting rod between the push rod and the brake pedal, in which a pedal bolt is guided. This enables the drive device to actuate the push rod without the brake pedal also moving.
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Abstract
The invention relates to a braking system, especially an electrohydraulic braking system, for a vehicle, which comprises a pedal unit and a hydraulic unit. Said hydraulic unit is linked with the pedal unit and with at least one wheel brake of the vehicle. A drive device (11) is disposed on the pedal unit (1) and exerts a force on the pedal unit (1).
Description
Elektrohydraulische Bremsanlage mit Zusatzantriebseinrichtung an der PedaleinheitElectro-hydraulic brake system with additional drive device on the pedal unit
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Bremsanläge für Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to an electro-hydraulic brake system for vehicles according to the preamble of patent claim 1.
Elektrohydraulische Bremsanlagen für Fahrzeuge sind aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige Bremsanlagen umfassen üblicherweise eine Pedaleinheit und ein Hydroaggregat, welches einerseits mit der Pedaleinheit und andererseits mit den Radbremsen des Fahrzeugs verbunden ist. Bekannte elektrohydraulische BremsSysteme haben dabei im radseitigen Hydraulikkreis der Vorderachse Medientrenner eingebaut, um eventuell im Betrieb entstandene Luft von den Radbremszylindern fernzuhalten. Diese Luft im Bremssystem kann beispielsweise durch Modulationseinrichtungen, die Druckversorgung oder die Bremspedaleinheit oder Undichtigkeiten entstehen. Luft im Bremssystem kann jedoch zu Bremsverzögerungen und im Extremfall zu einem Ausfall der Bremse führen. Insbesondere, wenn die hydraulische Bremse ausfällt und der Fahrer das Fahrzeug über den Hilfshydraulikkreis abbremsen muss, bewirkt die Luft im Hydrauliksystem vergrößerte Pedalkräfte und Pedalwege. Im ungünstigsten Falle kann dabei das Pedal am Bodenblech
anstoßen und damit einen weiteren Bremsdruckaufbau verhindern, so dass ein Fahrzeug nicht mehr ausreichend abgebremst werden soll. Um dies zu vermeiden, sind die Medientrenner vorgesehen. Hierdurch sind jedoch zusätzliche Komponenten notwendig, welche das Bremssystem verteuern, zusätzlichen Bauraum benötigen und ein zusätzliches Gewicht verursachen .Electrohydraulic brake systems for vehicles are known from the prior art. Brake systems of this type usually comprise a pedal unit and a hydraulic unit which is connected on the one hand to the pedal unit and on the other hand to the wheel brakes of the vehicle. Known electrohydraulic brake systems have built-in media separators in the wheel-side hydraulic circuit of the front axle in order to keep air that may be generated during operation away from the wheel brake cylinders. This air in the brake system can arise, for example, from modulation devices, the pressure supply or the brake pedal unit or leaks. However, air in the brake system can cause braking decelerations and, in extreme cases, brake failure. In particular, if the hydraulic brake fails and the driver has to brake the vehicle via the auxiliary hydraulic circuit, the air in the hydraulic system causes increased pedal forces and pedal travel. In the worst case, the pedal on the floor plate trigger and thus prevent further brake pressure build-up, so that a vehicle should no longer be braked sufficiently. To avoid this, the media separators are provided. As a result, however, additional components are required which make the brake system more expensive, require additional installation space and cause additional weight.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße elektrohydraulische Bremsanlage für Fahrzeuge mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass auf aufwendige Medientrenner verzichtet werden kann und der Aufbau der Bremsanlage vereinfacht werden kann. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass an der Pedaleinheit eine Antriebseinrichtung angeordnet ist, um eine Kraft auf die Pedaleinheit auszuüben. Die erfindungsgemäße Antriebseinheit an der Pedaleinheit ist separat steuerbar. Hierdurch kann eine Funktionsprüfung der Bremsanlage vor einem Starten des Fahrzeugs durchgeführt werden. Somit kann erfindungsgemäß ein Test der Bremsanlage vor dem Fahrzeugstart durchgeführt werden, beispielsweise durch Vergleichen der tatsächlichen Druck-Volumen-Kennlinie und/oder der tatsächlichen Pedalweg-Kraft-Kennlinie mit in einem Speicher abgelegten entsprechenden Sollkennlinien. Vorzugsweise wird eine schon in der elektrohydraulischen Bremsanlage vorhandene Sensorik der Pedaleinheit zur Aufnahme der Messwerte verwendet. Die erfindungsgemäße Zusatzantriebseinheit an der Pedaleinheit kann auch noch weitere Funktionen, beispielsweise eine Bremskraftverstärkung oder eine haptische Rückmeldung von Vorgängen im Bremssystem an das Pedal durchführen.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The electro-hydraulic brake system for vehicles according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that complex media separators can be dispensed with and the structure of the brake system can be simplified. This is achieved according to the invention in that a drive device is arranged on the pedal unit in order to exert a force on the pedal unit. The drive unit according to the invention on the pedal unit can be controlled separately. In this way, a functional test of the brake system can be carried out before the vehicle is started. Thus, according to the invention, a test of the brake system can be carried out before the vehicle starts, for example by comparing the actual pressure-volume characteristic and / or the actual pedal travel-force characteristic with corresponding target characteristics stored in a memory. A sensor of the pedal unit that is already present in the electrohydraulic brake system is preferably used to record the measured values. The additional drive unit according to the invention on the pedal unit can also carry out further functions, for example a brake booster or a haptic feedback of events in the brake system to the pedal. The subclaims show preferred developments of the invention.
Besonders bevorzugt ist die Antriebseinrichtung an der Pedaleinheit ein Elektromotor, welcher einfach ansteuerbar ist.The drive device on the pedal unit is particularly preferably an electric motor which can be easily controlled.
Je nach Verwendungszweck der zusätzlichen Antriebseinrichtung kann die Kraft der Antriebseinrichtung nur in Betätigungsrichtung des Pedals oder nur entgegen der Betätigungsrichtung des Pedals wirken oder sowohl in als auch entgegen der Betätigungsrichtung des Pedals wirken.Depending on the intended use of the additional drive device, the force of the drive device can only act in the direction of actuation of the pedal or only against the direction of actuation of the pedal or act both in and against the direction of actuation of the pedal.
Vorzugsweise ist eine separate Steuereinrichtung vorgesehen, welche basierend auf einer Betätigung der Pedaleinheit durch die zusätzliche Antriebseinrichtung eine Funktionsüberprüfung der Bremsanlage ausführt. Es sei angemerkt, dass die Steuereinrichtung für die Antriebseinrichtung auch in bereits bestehende Steuerungen der Bremsanlage integriert sein kann.A separate control device is preferably provided, which performs a function check of the brake system based on an actuation of the pedal unit by the additional drive device. It should be noted that the control device for the drive device can also be integrated in already existing controls of the brake system.
Weiter bevorzugt umfasst die erfindungsgemäße Bremsanlage eine Sensoreinrichtung, welche bei Erfassung eines vorbestimmten Ereignisses die Antriebseinrichtung betätigt. Beispielsweise kann die Sensoreinrichtung als Türsensor ausgebildet sein, so dass bei Öffnen der Tür ein Test der Bremsanlage automatisch durchgeführt werden kann. Ein anderes Kriterium zur Durchführung des BremsSystemtests ist z.B. wenn eine Fahrzeugtür aufgeschlossen wird oder sich eine Person auf den Fahrersitz setzt. Vorzugsweise ist eine Warneinrichtung, wie z.B. eine Lampe, angeordnet, um einem Fahrer mitzuteilen, wenn Luft im Bremssystem vorhanden ist.The brake system according to the invention further preferably comprises a sensor device which actuates the drive device when a predetermined event is detected. For example, the sensor device can be designed as a door sensor, so that a test of the brake system can be carried out automatically when the door is opened. Another criterion for performing the brake system test is e.g. when a vehicle door is unlocked or a person sits in the driver's seat. A warning device, e.g. a lamp arranged to notify a driver when there is air in the braking system.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine Eingabeeinheit vorgesehen, mittels welcher ein
Fahrer einen vorbestimmten Betrieb der Antriebseinrichtung der Pedaleinheit auswählen kann. Hierdurch kann eine variable Simulatorcharakteristik ausgeführt werden. Beispielsweise kann durch die Antriebseinrichtung eine Zusatzkraft am Pedal sowohl in Pedalbetätigungsrichtung als auch entgegen der Pedalbetätigungsrichtung aufgebracht werden. Wenn beispielsweise eine sportliche Abstimmung gewählt wird, kann die Antriebseinrichtung gegen die Pedalkraft des Fahrers arbeiten. Oder die Antriebseinrichtung arbeitet in gleicher Richtung wie die Pedalkraft des Fahrers, so dass sie den Fahrer unterstützt und die notwendige Betatigungs raft der Bremse verringert werden kann, so dass eine komfortable Abstimmung erreicht wird. Zur Steuerung derartiger Simulatorcharakteristiken kann in einer einfacheren Version beispielsweise als Kennfeld der Motorstrom der Antriebseinrichtung über dem Pedalweg abgelegt sein und/oder eine Pedalkraft durch den Fahrer berücksichtigt werden.According to a further preferred embodiment of the invention, an input unit is provided, by means of which an Driver can select a predetermined operation of the drive device of the pedal unit. This enables a variable simulator characteristic to be carried out. For example, the drive device can apply an additional force to the pedal both in the pedal actuation direction and counter to the pedal actuation direction. If, for example, a sporty set-up is selected, the drive device can work against the pedal force of the driver. Or the drive device works in the same direction as the pedal force of the driver, so that it supports the driver and the necessary actuation raft of the brake can be reduced, so that a comfortable adjustment is achieved. To control such simulator characteristics, the motor current of the drive device can be stored over the pedal travel and / or a pedal force can be taken into account by the driver in a simpler version, for example as a map.
Vorzugsweise wird die Kraft der Antriebseinrichtung an der Pedaleinheit über eine Zahnstange und ein Ritzel auf die Pedaleinheit übertragen. Besonders bevorzugt ist hierbei zwischen der Pedaleinheit und der Antriebseinrichtung ein Getriebe angeordnet. Das Getriebe kann beispielsweise ein Stirnradgetriebe mit oder ohne Freilauf sein oder ein Planetengetriebe mit oder ohne Freilauf sein. Der Vorteil des Freilaufs liegt dabei darin, dass das Bremspedal auch bei einer blockierten Antriebseinrichtung betätigt werden kann . Weiter bevorzugt ist zwischen dem Getriebe und der Antriebseinrichtung eine Kupplung, z.B. eine Magnetkupplung, angeordnet, so dass bei einem Defekt oder Ausfall der Antriebseinrichtung ein Freilauf in beiden Richtungen und damit eine schnelle und sichere Bremspedalbetätigung gewährleistet ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Antriebseinrichtung an einer Druckstange der Pedaleinheit angeordnet. Vorzugsweise ist dabei an einer Verbindung zwischen der Druckstange und dem Bremspedal ein Langloch an der Druckstange ausgebildet, in welcher ein Pedalbolzen geführt ist. Dadurch wird ermöglicht, dass die Antriebseinrichtung die Druckstange betätigt, ohne dass sich das Bremspedal dabei mitbewegt.The force of the drive device on the pedal unit is preferably transmitted to the pedal unit via a toothed rack and a pinion. A transmission is particularly preferably arranged between the pedal unit and the drive device. The gear can be, for example, a spur gear with or without a freewheel or a planetary gear with or without a freewheel. The advantage of freewheeling is that the brake pedal can also be operated when the drive device is blocked. A clutch, for example a magnetic clutch, is further preferably arranged between the gearbox and the drive device, so that in the event of a defect or failure of the drive device, free-wheeling is ensured in both directions and thus a quick and safe brake pedal actuation. According to a further preferred embodiment of the present invention, the drive device is arranged on a push rod of the pedal unit. Preferably, an elongated hole is formed on the connecting rod between the push rod and the brake pedal, in which a pedal bolt is guided. This enables the drive device to actuate the push rod without the brake pedal also moving.
Vorzugsweise ist die Antriebseinrichtung hinter einer Wand außerhalb des Fußraumes angeordnet, so dass im Fußraum kein zusätzlicher Platz für die Antriebseinrichtung benötigt wird.The drive device is preferably arranged behind a wall outside the footwell so that no additional space is required for the drive device in the footwell.
Um eine Pedalkraft für die Simulatorcharakteristiken zu erfassen, ist vorzugsweise an einem Pedallagerbock ein Kraftmessbolzen angeordnet.In order to detect a pedal force for the simulator characteristics, a force measuring bolt is preferably arranged on a pedal bracket.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Überprüfung, ob Luft im Bremssystem vorhanden ist, kann beispielsweise wie folgt ausgeführt werden. Zuerst wird überprüft, ob die Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet ist und ob ein entsprechendes Ereignis, z.B. Fahrertür offen, Fahrzeug wird aufgeschlossen, usw., vorhanden ist. Wenn dies der Fall ist, wird die Antriebseinrichtung angesteuert, so dass eine Druckstange der Pedaleinheit bewegt wird und ein Druck im Bremssystem aufgebaut wird. Dabei wird eine Wegmessung der Bewegung der Druckstange durchgeführt, und bei Erreichen eines Pedalweges, welcher größer oder gleich ein vorgegebener Weg ist, die Messung des Drucks im Bremssystem durchgeführt. Wenn der tatsächliche Druck im Bremssystem größer oder gleich einem vorgegebenen Solldruck ist, wird bestimmt, dass keine Luft im Bremssystem vorhanden ist. Wenn der gemessene Druck allerdings kleiner als der vorgegebene Solldruck ist, wird bestimmt, dass Luft im Bremssystem vorhanden ist, und die
Steuereinheit gibt eine entsprechende Warnmeldung, z.B. Aufblinken einer Warnlampe oder Erzeugen eines Warntones, aus . Um einen gewissen Toleranzbereich zu haben, kann auch eine Differenz zwischen dem tatsächlichen Druck und dem Solldruck gemessen werden und der Betrag der Differenz muss dabei kleiner als ein vorbestimmter Wert sein. Es sei weiterhin angemerkt, dass die Druck- und/oder Wegmessung auch mehrmals durchgeführt werden kann, bevor eine Entscheidung, ob Luft im System ist oder nicht, durch die Steuereinrichtung getroffen wird.A method according to the invention for checking whether air is present in the brake system can be carried out, for example, as follows. First it is checked whether the ignition of the vehicle is switched off and whether a corresponding event, for example driver's door open, vehicle is unlocked, etc., is present. If this is the case, the drive device is actuated so that a push rod of the pedal unit is moved and a pressure is built up in the brake system. A path measurement of the movement of the push rod is carried out, and when a pedal travel which is greater than or equal to a predetermined path is reached, the pressure in the brake system is measured. If the actual pressure in the brake system is greater than or equal to a predetermined target pressure, it is determined that there is no air in the brake system. If, however, the measured pressure is less than the predetermined target pressure, it is determined that there is air in the brake system and that The control unit issues a corresponding warning message, for example flashing of a warning lamp or generating a warning tone. In order to have a certain tolerance range, a difference between the actual pressure and the target pressure can also be measured and the amount of the difference must be less than a predetermined value. It should also be noted that the pressure and / or displacement measurement can also be carried out several times before a decision is made by the control device as to whether there is air in the system or not.
Die vorliegende Erfindung wird insbesondere bei elektrohydraulischen Bremssystemen. verwendet, kann jedoch auch bei konventionellen BremsSystemen verwendet werden. Insbesondere wird die Erfindung bei schweren Fahrzeugen, wie z.B. schweren Luxusfahrzeugen oder Lastkraftwagen verwendet. Insbesondere macht die vorliegende Erfindung auch neben einer erhöhten Sicherheit einen Bremsbetrieb komfortabler. Weiterhin ist bei einem Ausfall der Elektronik der Bremsanlage erfindungsgemäß ein Bremsbetrieb möglich, welcher mit geringeren Pedalkräften auskommt als im Vergleich mit den Bremskräften bei einer herkömmlichen Bremsanlage bei Ausfall der Elektronik, da die zusätzliche Antriebseinrichtung ein Bremsen unterstützen kann.The present invention is particularly applicable to electro-hydraulic brake systems. used, but can also be used with conventional brake systems. In particular, the invention is applied to heavy vehicles such as heavy luxury vehicles or trucks. In particular, the present invention also makes braking operation more convenient in addition to increased safety. Furthermore, in the event of a failure of the electronics of the brake system, braking operation is possible according to the invention which manages with lower pedal forces than in comparison with the braking forces in a conventional brake system if the electronics fail, since the additional drive device can support braking.
Zeichnungdrawing
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:Exemplary embodiments of the present invention are described in detail below with reference to the accompanying drawing. In the drawing is:
Figur 1 eine schematische Schnittansicht einer Pedaleinheit 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Figur 2 eine Kennfelddarstellung des elektrischen Motors für die Pedaleinheit von Figur 1 undFIG. 1 shows a schematic sectional view of a pedal unit 1 according to a first exemplary embodiment of the present invention, Figure 2 shows a map of the electric motor for the pedal unit of Figure 1 and
Figur 3 eine schematische Schnittansicht einer Pedaleinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.Figure 3 is a schematic sectional view of a pedal unit according to a second embodiment of the present invention.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 eine Pedaleinheit 1 für ein elektrohydraulisches Bremssystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Pedaleinheit 1 umfasst ein Pedal 2 mit einem angedeuteten Pedalgummi, welches über einen Pedallagerbock 3 an einer Wand 6 des Fahrzeugs befestigt ist. Die Wand 6 trennt dabei den Fahrzeugraum von dem Motorraum des Fahrzeugs. Weiter ist am Pedallagerbock 3 eine Pedalrückholfeder 4 angeordnet, um eine automatische Rückstellung des Pedals 2 nach einer erfolgten Betätigung durchzuführen.A pedal unit 1 for an electro-hydraulic brake system according to a first exemplary embodiment of the present invention is described below with reference to FIGS. 1 and 2. The pedal unit 1 comprises a pedal 2 with an indicated pedal rubber, which is attached to a wall 6 of the vehicle via a pedal bracket 3. The wall 6 separates the vehicle compartment from the engine compartment of the vehicle. Furthermore, a pedal return spring 4 is arranged on the pedal bracket 3, in order to carry out an automatic return of the pedal 2 after an actuation.
Die Pedaleinheit 1 umfasst ferner eine schematisch dargestellte Bremsoperationseinheit 7, welche mit dem Pedal 2 über eine Druckstange 10 verbunden ist. Die Bremsoperationseinheit 7 umfasst beispielsweise zwei Hauptbremszylinder, die über Trennventile mit zwei Bremskreisen verbunden sind. Dadurch kann eine derartige Fahrzeugbremsanlage eine fremdkraftbetätigte Betriebsbremse, deren Bremskraft z.B. über eine Hydraulikpumpe aufgebracht wird, und eine muskelkraftbetätigte Hilfsbremse aufweisen.The pedal unit 1 further comprises a schematically illustrated braking operation unit 7, which is connected to the pedal 2 via a push rod 10. The brake operation unit 7 comprises, for example, two master brake cylinders which are connected to two brake circuits via isolating valves. As a result, such a vehicle brake system can have an externally powered service brake whose braking force e.g. is applied via a hydraulic pump, and have a muscle-operated auxiliary brake.
Das Pedal 2 ist mit der Bremsoperationseinheit 7 über die Druckstange 10 verbunden. Mittels eines Bremspedalbolzens 9
ist die Druckstange am Pedal 2 befestigt (vergleiche Figur 1) . An der Druckstange 10 ist eine Zahnstange 13 ausgebildet, in welche ein Ritzel 12 eingreift. Das Ritzel 12 wird von einem Elektromotor 11 angetrieben, wobei zwischen dem Elektromotor 11 und dem Ritzel 12 eine Getriebe-Kupplungseinheit 14, umfassend ein Getriebe sowie eine Magnetkupplung, angeordnet ist.The pedal 2 is connected to the brake operation unit 7 via the push rod 10. Using a brake pedal bolt 9 the push rod is attached to pedal 2 (see Figure 1). On the push rod 10, a rack 13 is formed, in which a pinion 12 engages. The pinion 12 is driven by an electric motor 11, a gear coupling unit 14 comprising a gear and a magnetic clutch being arranged between the electric motor 11 and the pinion 12.
Ferner ist ein Wegsensor 8 vorgesehen, um einen Weg Sped der Druckstange zu detektieren. Um eine Kraft Fped, mit welcher ein Fahrer das Pedal 2 niederdrückt, bestimmen zu können, ist weiter ein Kraftmessbolzen 16 am Pedallagerbock 3 vorgesehen. Zur Betätigung von Bremslichtern ist am Pedal 2 weiter ein Bremslichtschalter 5 in bekannter Weise vorgesehen.Furthermore, a displacement sensor 8 is provided in order to detect a displacement Sped of the push rod. In order to be able to determine a force Fped with which a driver depresses the pedal 2, a force measuring bolt 16 is further provided on the pedal bearing block 3. To actuate brake lights, a brake light switch 5 is also provided on the pedal 2 in a known manner.
Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Pedaleinheit 1 eine Steuerung 15, welche über gestrichelt angedeutete Leitungen mit dem Wegsensor 8, dem Kraftmessbolzen 16, dem Bremslichtschalter 5 und dem Elektromotor 11 verbunden ist.Furthermore, the pedal unit 1 according to the invention comprises a controller 15 which is connected to the displacement sensor 8, the force measuring pin 16, the brake light switch 5 and the electric motor 11 via lines indicated by dashed lines.
Die Steuerung 15 empfängt und wertet einerseits die von den Sensoren gelieferten Signale aus und steuert andererseits den Elektromotor 11 an. Hierbei kann der Elektromotor 11 einerseits zur Überprüfung, ob sich Luft im Hydrauliksystem befindet, verwendet werden und andererseits können verschiedene Simulatorcharakteristiken mittels des Elektromotors am Pedal ausgeführt werden, was später beschrieben wird.The controller 15 receives and evaluates the signals supplied by the sensors on the one hand and controls the electric motor 11 on the other hand. Here, on the one hand, the electric motor 11 can be used to check whether there is air in the hydraulic system and, on the other hand, various simulator characteristics can be carried out on the pedal by means of the electric motor, which will be described later.
Im normalen Betrieb der Bremsanlage wird der Elektromotor 11 üblicherweise nicht angesteuert und ist mittels der Getriebe-Kupplungseinheit 14 vom Ritzel 12 getrennt. Somit wird ein Tritt auf das Bremspedal 2 durch den Fahrer über
die Druckstange 10 auf die Bremsoperationseinheit 7 übertragen und der jeweilige Bremswunsch des Fahrers an die Radbremsen weitergegeben.In normal operation of the brake system, the electric motor 11 is usually not activated and is separated from the pinion 12 by means of the gear coupling unit 14. Thus, the driver steps on the brake pedal 2 transfer the push rod 10 to the brake operation unit 7 and pass on the driver's respective braking request to the wheel brakes.
Eine Überprüfung des Bremssystems auf darin enthaltene Luft kann insbesondere vor dem Fahrzeugstart mittels des Elektromotors 11 dabei wie folgt ausgeführt werden. Die Steuerung 15 treibt den Elektromotor 11 an und die Drehkraft des Elektromotors 11 wird über die Getriebe-Kupplungseinheit 14 auf das Ritzel 12 übertragen. Das Ritzel 12 betätigt die auf der Druckstange 10 angeordnete Zahnstange 13, so dass sich die Druckstange 10 in Richtung des Pfeils Sped bewegt. Dadurch wird die Bremsoperationseinheit 7 betätigt und der zurückgelegte Weg Sped der Druckstange 10 oder der Bremsoperationseinheit 7 wird mittels des Wegsensors 8 aufgenommen und an die Steuerung 15 weitergeleitet. Nach Zurücklegen eines vorbestimmten Weges wird der Druck im Hydrauliksystem der Bremsanlage mittels nicht dargestellter Drucksensoren gemessen und von der Steuerung 15 mit einem vorgegebenen Solldruck verglichen. Sollte der gemessene Druck kleiner als der Solldruck sein, wird dieses Ergebnis als Hinweis darauf gewertet, dass sich Luft im Bremssystem befindet und eine entsprechende Warnmeldung wird dem Fahrer anzeigt. Wenn der gemessene Druck dem Solldruck, gegebenenfalls mit einem gewissen Toleranzbereich um den Solldruck herum, entspricht, wird bestimmt, dass keine Luft im Bremssystem vorhanden ist und eine entsprechende Warnmeldung unterbleibt .A check of the brake system for air contained therein can be carried out as follows, in particular by means of the electric motor 11, before starting the vehicle. The controller 15 drives the electric motor 11 and the torque of the electric motor 11 is transmitted to the pinion 12 via the gear coupling unit 14. The pinion 12 actuates the toothed rack 13 arranged on the push rod 10, so that the push rod 10 moves in the direction of the arrow Sped. As a result, the brake operation unit 7 is actuated and the distance covered Sped of the push rod 10 or the brake operation unit 7 is recorded by means of the travel sensor 8 and forwarded to the controller 15. After a predetermined distance has been covered, the pressure in the hydraulic system of the brake system is measured by means of pressure sensors (not shown) and is compared by the controller 15 with a predetermined target pressure. If the measured pressure is lower than the target pressure, this result is evaluated as an indication that there is air in the braking system and a corresponding warning message is displayed to the driver. If the measured pressure corresponds to the target pressure, possibly with a certain tolerance range around the target pressure, it is determined that there is no air in the brake system and a corresponding warning message is not given.
Das Vorsehen des Elektromotors 11 an der Druckstange 10 zur Betätigung der Druckstange kann jedoch auch für variable Simulatorcharakteristiken verwendet werden. Figur 2 zeigt eine Funktion f (Sped, Fped) des Motorstroms I über dem Weg des Pedals (Sped) und von der Kraft Fped, mit welcher ein
Fahrer auf das Bremspedal 2 drückt. Die Kraft Fped wird mittels des Kraftmessbolzens 16 aufgenommen und der Weg Sped mittels des Wegsensors 8. In Figur 2 sind beispielhaft drei unterschiedliche Kräfte Fpl, Fp2 und Fp3 eingezeichnet. In der Steuerung 15 ist dabei der Motorstrom I über dem Pedalweg S als Kennfeld abgelegt, wobei zusätzlich noch die Pedalbetätigungskraft berücksichtigt wird. Dementsprechend kann der Elektromotor 11 betrieben werden, um beispielsweise eine Zusatzkraft entgegen der Pedalkraft F aufzubringen, so dass der Elektromotor 11 gegen den Fahrer arbeitet und eine sportliche Abstimmung simuliert. Eine andere Simulatorcharakteristik ist gegeben, wenn der Elektromotor 11 den Fahrer unterstützt, indem er zusätzlich zur Pedalkraft Fped die Druckstange 10 betätigt, so dass der Fahrer eine geringere Kraft zum Bremsen benötigt bzw. auch eine Ansprechzeit der Bremsanlage verringert werden kann.However, the provision of the electric motor 11 on the push rod 10 for actuating the push rod can also be used for variable simulator characteristics. FIG. 2 shows a function f (Sped, Fped) of the motor current I over the path of the pedal (Sped) and of the force Fped, with which a Driver presses the brake pedal 2. The force Fped is recorded by means of the force measuring bolt 16 and the path Sped by means of the path sensor 8. Three different forces Fpl, Fp2 and Fp3 are shown as an example in FIG. In the controller 15, the motor current I is stored as a map over the pedal travel S, with the pedal actuation force also being taken into account. Accordingly, the electric motor 11 can be operated, for example, to apply an additional force counter to the pedal force F, so that the electric motor 11 works against the driver and simulates a sporty set-up. Another simulator characteristic is given when the electric motor 11 supports the driver by actuating the push rod 10 in addition to the pedal force Fped, so that the driver requires less force to brake or a response time of the brake system can be reduced.
Mittels des zusätzlich an der Pedaleinheit 1 vorgesehenen Elektromotors 11 kann somit einerseits vor dem Start des Fahrzeugs eine Überprüfung der Bremsanlage hinsichtlich enthaltener Luft durchgeführt werden und andererseits können unterschiedliche Bremscharakteristiken durch den zusätzlichen Elektromotor 11 durchgeführt werden. Dabei ist es auch möglich, dass über den Elektromotor 11 negative Einflüsse während des Bremsens über das Pedal 2 haptisch dem Fahrer mitgeteilt werden. Hierbei können insbesondere Rückmeldungen wie ein „Pulsen" während des Bremsens oder ein Bremsfading (langer Pedalweg, weiches Pedal) dargestellt werden oder Rückmeldungen während eines ABS-Betriebes oder eines ESP-Betriebes am Pedal dargestellt werden.By means of the electric motor 11 additionally provided on the pedal unit 1, a check of the brake system with regard to air contained can thus be carried out on the one hand before starting the vehicle and on the other hand different braking characteristics can be carried out by the additional electric motor 11. It is also possible for the driver to be notified of negative influences during braking by the pedal 2 via the electric motor 11. In particular, feedback such as "pulsing" during braking or brake fading (long pedal travel, soft pedal) can be displayed or feedback can be displayed on the pedal during ABS operation or ESP operation.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 3 eine Pedaleinheit 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Dabei sind funktional
gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel bezeichnet.A pedal unit 1 according to a second exemplary embodiment of the present invention is described below with reference to FIG. 3. They are functional same parts with the same reference numerals as in the previous embodiment.
Das zweite Ausführungsbeispiel entspricht dabei im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei zusätzlich an der Druckstange 10 ein Langloch 17 ausgebildet ist. Das Langloch 17 nimmt dabei den Bremspedalbolzen 9 auf und ermöglicht es, dass die Überprüfung des Bremssystems hinsichtlich darin enthaltener Luft ohne eine Bewegung des Bremspedals 2 ermöglicht wird. Somit kann die Überprüfung unbemerkt vom Fahrer durchgeführt werden. Weiterhin ist zusätzlich beim zweiten Ausführungsbeispiel noch eine Eingabeeinheit 18 vorgesehen, welche z.B. am Armaturenbrett angeordnet ist und mit der Steuerung 15 verbunden ist. Ein Fahrer kann über die Eingabeeinheit 18 beispielsweise eine haptische Rückmeldung ein- bzw. ausschalten oder eine bestimmte gewünschte Abstimmung der Bremse (sportlich, komfortabel, usw.) auswählen.The second exemplary embodiment essentially corresponds to the first exemplary embodiment, an elongated hole 17 also being formed on the push rod 10. The elongated hole 17 receives the brake pedal bolt 9 and enables the brake system 2 to be checked for air contained therein without moving the brake pedal 2. The driver can therefore carry out the check unnoticed. Furthermore, an input unit 18 is also provided in the second exemplary embodiment, which, for example, is arranged on the dashboard and is connected to the controller 15. A driver can use the input unit 18, for example, to switch a haptic feedback on or off or to select a specific desired tuning of the brake (sporty, comfortable, etc.).
Wie in den obigen Ausführungsbeispielen dargelegt, ist es erfindungsgemäß somit möglich, auf die aufwendigen Medientrenner in den bekannten Bremssystemen zu verzichten, so dass die Bremssysteme deutlich kostengünstiger, bei verringertem Gewicht und verringertem Montageaufbau, realisiert werden können. Darüber hinaus kann zusätzlicher Bauraum durch deren erfindungsgemäßen zusätzlichen Elektromotor 11 eingespart werden. Durch die unterschiedlichen haptischen Rückmeldungsmöglichkeiten am Pedal 2 können darüber hinaus aufwendige Varianten durch unterschiedliches Ansteuern des Elektromotors 11 mittels der Steuerung 15 einfach realisiert werden. Auch können durch die erfindungsgemäße Pedaleinheit andere Sensoren, wie beispielsweise ein Speicherwegsensor an einem Druckspeicher des Hydraulikkreises, eingespart werden.
Es ist hierbei sogar denkbar, dass der Elektromotor 11 und die Fahrerkraftsensorik zur Aufnahme der Pedalkraft den eigentlichen Simulator der Bremsoperationseinheit 7 ersetzen können .
As explained in the above exemplary embodiments, it is thus possible according to the invention to dispense with the complex media separators in the known brake systems, so that the brake systems can be implemented in a significantly more cost-effective manner, with reduced weight and reduced assembly structure. In addition, additional installation space can be saved by the additional electric motor 11 according to the invention. Due to the different haptic feedback options on the pedal 2, complex variants can also be easily realized by controlling the electric motor 11 differently by means of the controller 15. The pedal unit according to the invention can also be used to save other sensors, such as, for example, a storage path sensor on a pressure accumulator of the hydraulic circuit. It is even conceivable that the electric motor 11 and the driver force sensor system for absorbing the pedal force can replace the actual simulator of the brake operation unit 7.
Claims
1. Bremsanlage, insbesondere elektrohydraulische Bremsanlage, für ein Fahrzeug, umfassend eine Pedaleinheit und eine Hydraulikeinheit, wobei die Hydraulikeinheit einerseits mit der Pedaleinheit und andererseits mit wenigstens einer Radbremse des Fahrzeugs verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Pedaleinheit (1) eine Antriebseinrichtung (11) angeordnet ist, um eine Kraft auf die Pedaleinheit (1) auszuüben.1. Brake system, in particular electrohydraulic brake system, for a vehicle, comprising a pedal unit and a hydraulic unit, the hydraulic unit being connected on the one hand to the pedal unit and on the other hand to at least one wheel brake of the vehicle, characterized in that on the pedal unit (1) a drive device ( 11) is arranged to exert a force on the pedal unit (1).
2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (11) ein Elektromotor ist,2. Brake system according to claim 1, characterized in that the drive device (11) is an electric motor,
3. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft der Antriebseinrichtung (11) in Betätigungsrichtung eines Pedals (2) wirkt und/oder entgegen einer Betätigungsrichtung des Pedals (2) wirkt.3. Brake system according to one of the preceding claims, characterized in that the force of the drive device (11) acts in the actuating direction of a pedal (2) and / or acts against an actuating direction of the pedal (2).
4. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (15) mit einem Prüfalgorithmus, welche basierend auf einer Betätigung der Pedaleinheit (1) mittels der Antriebseinrichtung (11) eine Überprüfung der Funktion der Bremsanlage ausführt.4. Brake system according to one of the preceding claims, characterized by a control device (15) with a test algorithm, which is based on an actuation of the pedal unit (1) by means of the Drive device (11) carries out a check of the function of the brake system.
5. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Sensoreinrichtung, um ein Öffnen einer Tür des Fahrzeugs und/oder ein Aufschließen des Fahrzeugs und/oder ein Setzen einer Person auf den Fahrersitz des Fahrzeugs zu erfassen.5. Brake system according to one of the preceding claims, characterized by a sensor device to detect opening of a door of the vehicle and / or unlocking the vehicle and / or placing a person in the driver's seat of the vehicle.
6. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Eingabeeinheit (18), mittels welcher ein Fahrer des Fahrzeugs ein vorbestimmtes gewünschtes Verhalten der Pedaleinheit (1) auswählt.6. Brake system according to one of the preceding claims, characterized by an input unit (18), by means of which a driver of the vehicle selects a predetermined desired behavior of the pedal unit (1).
7. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (11) im normalen Bremsbetrieb des Fahrzeugs eine haptische Rückmeldung von tatsächlichen Bremsvorgängen an das Pedal (2) durch Bewegen des Pedals (2) ausführt.7. Brake system according to one of the preceding claims, characterized in that the drive device (11) performs a haptic feedback of actual braking operations to the pedal (2) by moving the pedal (2) during normal braking operation of the vehicle.
8. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Zahnstange (13) und ein Ritzel (12) , welche eine Betätigungskraft der Antriebseinrichtung (11) auf die Pedaleinheit (1) übertragen.8. Brake system according to one of the preceding claims, characterized by a rack (13) and a pinion (12) which transmit an actuating force of the drive device (11) to the pedal unit (1).
9. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (11) ein Getriebe oder eine Kupplung oder eine kombinierte Getriebe-Kupplungseinheit (14) umfasst.9. Brake system according to one of the preceding claims, characterized in that the drive device (11) comprises a transmission or a clutch or a combined transmission / clutch unit (14).
10. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstange (10) ein Langloch (17) aufweist, welches einen Pedalbolzen (9) für eine Verbindung mit dem Pedal (2) aufnimmt.10. Brake system according to one of the preceding claims, characterized in that the push rod (10) Has elongated hole (17) which receives a pedal bolt (9) for a connection to the pedal (2).
11. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (11) hinter einer Wand (6) außerhalb einer Fahrgastzelle des Fahrzeugs angeordnet ist. 11. Brake system according to one of the preceding claims, characterized in that the drive device (11) is arranged behind a wall (6) outside a passenger compartment of the vehicle.
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