WO2021037929A1 - Actuating unit for a hydraulically actuatable braking system and associated braking system - Google Patents

Actuating unit for a hydraulically actuatable braking system and associated braking system Download PDF

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WO2021037929A1
WO2021037929A1 PCT/EP2020/073880 EP2020073880W WO2021037929A1 WO 2021037929 A1 WO2021037929 A1 WO 2021037929A1 EP 2020073880 W EP2020073880 W EP 2020073880W WO 2021037929 A1 WO2021037929 A1 WO 2021037929A1
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force transmission
transmission element
unit
actuator
pedal
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PCT/EP2020/073880
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Stefan Drumm
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Continental Teves Ag & Co. Ohg
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T11/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant
    • B60T11/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant transmitting by fluid means, e.g. hydraulic
    • B60T11/16—Master control, e.g. master cylinders
    • B60T11/18—Connection thereof to initiating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00—Brake-action initiating means
    • B60T7/02—Brake-action initiating means for personal initiation
    • B60T7/04—Brake-action initiating means for personal initiation foot actuated
    • B60T7/042—Brake-action initiating means for personal initiation foot actuated by electrical means, e.g. using travel or force sensors

Definitions

  • the invention relates to an actuation unit for a hydraulic brake system with which the brakes of a motor vehicle can be actuated both with brake pedal and electronically controlled, the actuation unit comprising a brake pedal arrangement, a braking device and a master brake cylinder, the braking device comprising an actuating force module with a body that closes it off to the outside, Via which the braking device can be connected to the body of the motor vehicle and to which the master brake cylinder is attached and in which a pedal force transmission element, an actuator force transmission element, a sum force transmission element and an elastic element along the axis of the main bore, in particular directly or in a main bore inside the body, can be connected indirect, d. H.
  • the pedal force transmission element and the actuator force transmission element are arranged concentrically with respect to the main bore axis, and wherein the brake master cylinder can be acted upon by a sum of pedal force and actuator force by the elastic element on an input side of the pedal force transmission element and the actuator force transmission element and on an output side the total force on the total force transmission element for transmission to a primary piston of the master brake cylinder, the actuating unit further comprising means for detecting the travel path difference of the pedal force transmission element and the actuator force transmission element, the difference path detection means comprising cantilevers that contain the path information from the pedal force transmission element and actuator force transmission element mechanically offset radially to one with respect to the main bore axis nth place. It also concerns a corresponding brake system.
  • a brake system with a hydraulic drive stage and a path difference mechanically guided into an area next to the master brake cylinder for the purpose of detecting it by means of a sensor device is described in DE 102014207 219 A1 in connection with FIG. 3 described.
  • this path difference is a function of Actuator force and pedal force. If the actuator force is also known in addition to the path difference, the pedal force can be determined.
  • a pressure sensor can be used to generate a corresponding signal representing the actuator force.
  • a connection of a sensor element for detecting a path difference representing a force difference by means of a flexible electrical connection placed in a loop is known from DE 102016 111 869 A1.
  • the invention is therefore based on the object of improving a brake actuation unit in such a way that it enables space-saving installation - especially in the area of its flange for its connection to the vehicle body - and at the same time enables precise and robust detection of its actuation state. Furthermore, an advantageous braking system is to be provided.
  • the above-mentioned object is achieved in that a position transmitter element is fastened on one arm and a sensor element which detects the position of the position transmitter element relative to the sensor element is fastened on another arm.
  • the invention is based on the consideration that in modern brake systems the requirements for space saving and precision of the currently measured brake system state are very high.
  • the cantilevers transport the path information to be detected from the elastic element with its installation location, which is unfavorable for attaching sensors, to a path detection location or installation space where a sensor device can be arranged in a structurally favorable manner.
  • the two cantilevers together only take up insignificantly more space than a single cantilever, so that the corresponding cantilever arrangement can be accommodated even if the space available for the actuation unit is limited.
  • locations or positions outside the braking device body are assigned to the travel paths of the sensor element and position transmitter element with the aid of the boom.
  • the assigned travel distances of the sensor element and position transmitter element are preferably arranged parallel to the master cylinder and outside the master cylinder bore, in particular in a corresponding recess in a master cylinder body.
  • the movable sensor element is advantageously electrically connected to non-movable electronic sensor connection components with the aid of a flexible electrical connection in order to both supply the sensor element with the electrical energy it requires and to receive the differential travel signals generated by the sensor element, in particular to receive these signals forward to a control and regulation unit.
  • the movable sensor element, the flexible electrical connection and the non-movable electronic sensor connection components are advantageously arranged within a common electronics housing, which is in particular dimensioned in such a way that it allows the required free travel path of the sensor element, in particular the space required by a loop of the flexible electrical connection , provides.
  • a control and regulating unit is advantageously provided which is accommodated in the electronics housing which accommodates the flexible electrical connection and the sensor element.
  • the non-movable electronic sensor connection components are electrically connected to the control and regulating unit or are structurally integrated into the control and regulating unit.
  • the actuators for providing the actuator force and the control and regulating unit are preferably arranged adjacent to one another so that the latter can provide the required electrical actuator currents via electrical connections that preferably do not leave the installation space shared by the actuator and the neighboring open and closed-loop control unit.
  • a configuration can be avoided in which an actuator power cable is required for the electrical connection of a control and regulating unit with an actuator system that is spatially separated therefrom, which would require complex measures for its electrical shielding and for its mechanical sealing.
  • the actuator system preferably comprises an electronically commutated electric motor with a 3-phase power supply.
  • the two arms preferably run parallel at least in sections.
  • the two arms are advantageously guided parallel to an edge region of the master brake cylinder.
  • One of the two cantilevers is preferably arranged radially, in particular with respect to the main cylinder bore axis, inside the other cantilever.
  • the relative position is preferably determined in a contactless manner, the contactless transmission of the path information using an electrical, magnetic or optical operating principle.
  • Both the sensor element and the position transmitter element are advantageously arranged in the axial actuation direction behind the braking device body.
  • other paths in particular that of the pedal force transmission element, are recorded, for which purpose appropriate means are provided.
  • These means preferably include a sensor for detecting the pedal force transmission element path. This further sensor preferably detects the position of the same position transmitter element via which the above-described differential travel detection takes place. Alternatively, an additional position encoder can be used. The detection range of the sensor preferably comprises the entire possible travel path of the pedal force transmission element.
  • the actuator force transmission element is preferably designed as a hydraulic piston, in particular as an annular piston.
  • the actuator system can comprise an electrically controllable pressure source.
  • the electrically controllable pressure source can comprise an electric motor, a transmission and a hydraulic cylinder-piston device - or a pump that can be driven by an electric motor.
  • the total force transmission element is advantageously set up to compensate for possible production-related small misalignments and misalignments between the preferably coinciding axes of the actuating unit and the master cylinder.
  • the claimed actuation unit preferably offers the operating mode of pedal-controlled braking even when the electronics are not ready for operation.
  • the claimed actuation unit preferably offers the operating mode of a purely electronically controlled braking, even when the brake pedal is not actuated.
  • the actuator force for example in the form of a pressure signal in the case of hydraulic actuator force transmission, is a suitable controlled variable.
  • the path difference on the elastic element can be used in the control algorithm to achieve the best possible control quality, but is not essential in this operating mode.
  • a pressure sensor for detecting a signal representing the actuator force can be connected to a hydraulic actuator system.
  • a pressure sensor is electrically connected to the electronics unit, which supplies the sensor with electrical energy and receives the signals generated by the sensor.
  • the pressure sensor is preferably arranged within the electronics housing. This has the The advantage is that no cable connection to the sensor that is resistant to environmental influences is required.
  • the claimed actuation unit preferably offers the operating mode of electronically amplified pedal-controlled braking.
  • the differential travel is recorded and regulated to zero.
  • the resulting equilibrium of forces on the elastic element (“reaction disk”) causes an actuator force proportional to the pedal force.
  • the path difference on the elastic element is a suitable control variable.
  • the actuator force information can be used in the control algorithm to achieve the best possible control quality, but is not essential in this operating mode.
  • the claimed actuation unit offers easy switching between the above-mentioned operating modes. Mixed forms such as the superposition of an electronically controlled and a pedal-controlled braking can thus be displayed without any problems.
  • the above-mentioned object is achieved according to the invention with an actuation unit described above in combination with a pressure modulation device hydraulically connected to the main brake cylinder of the actuation unit and wheel brakes hydraulically connected to the pressure modulation device.
  • the advantages of the invention are, in particular, that by means of an electro-hydraulic actuator force supply (the actuator force can be an external force in the case of a purely electronically controlled braking and a boosting force in the case of a pedal-controlled braking) and the detection of a boosting force requirement via a differential travel detection, a precise master brake cylinder actuation detection is possible and at the same time a brewing space-saving actuation unit can be implemented.
  • a differential travel sensor By electrically connecting a differential travel sensor via a flexible electrical connection, it can be electronically connected to the control and regulation unit in a space-saving manner.
  • the area of the Mounting flange of the actuating unit can be kept structurally very compact because no sensor installation space is required in this area.
  • a common housing provides protection for sensors (differential travel sensor, pedal force transmission element travel sensor and pressure sensor), flexible electrical connection and electronic unit.
  • FIG. 1 shows an actuating unit in a preferred embodiment in an axial section
  • FIG. 2 a brake system with an actuating unit according to FIG. 1 .
  • FIG. 1 includes a brake pedal assembly 3, a braking device 5 and a main brake cylinder 10.
  • the braking device 5 comprises an actuating force module 6a with a body 6, which closes it off to the outside and via which the braking device 5 is connected to the body or pointed wall 12a of the motor vehicle can be and to which the main brake cylinder 10 is attached.
  • the main brake cylinder 10 embodied as a tandem master brake cylinder (TFIZ) comprises a main brake cylinder body 14 and at least one pressure piston which can be moved therein.
  • TFIZ tandem master brake cylinder
  • a primary piston 12 and a secondary piston are provided.
  • the two pressure pistons delimit a primary chamber and a secondary chamber.
  • a reservoir 18 for brake fluid is hydraulically connected to the two chambers in such a way that the respective chamber is hydraulically balanced with the reservoir 18 or brake fluid reservoir when the respective pressure piston is in its starting position.
  • the main brake cylinder 10 has two hydraulic connections 20, 22 which are hydraulically connected to the respective chamber, with connections 20, 22 and Chambers are each assigned to a brake circuit I, II of a brake system 200 (see FIG. 2).
  • the braking device body 6 has a first cavity 26 and a second cavity 28 which adjoins it as seen in the direction of the THZ and which are designed as a main bore 36. Both cavities 26, 28 are cylindrical, the radius of the second cavity 28 being larger than that of the first cavity 26.
  • the pedal force transmission element 32 is mechanically coupled to a brake pedal 7 via a pedal coupling rod 34 and two joints.
  • the brake pedal arrangement 3 comprises the brake pedal 7, the pedal coupling rod 34 and a pedal bracket 7a.
  • the pedal force transmission element 32 When the brake pedal 7 is actuated, the pedal force transmission element 32 is displaced axially in the direction of the master brake cylinder 10, exerting a pedal actuation force increased by the lever action of the pedal 7 on a first surface (inner annular surface) of the elastic element 44.
  • the actuator force transmission element 30 can exert an actuator force in the actuation direction on the elastic element 44 via a second surface of the elastic element 44.
  • the elastic element 44 is in mechanical contact with a pedal-side face of a total force transmission element 40, which at its other end in the actuation direction is in mechanical force-transmitting contact with the primary piston 12 of the master brake cylinder 10 stands.
  • the total force transmission element 40 is guided in sections both in the actuator force transmission element 30 and in the primary piston 12.
  • the total force transmission element comprises a coupling element 48, which is selected or set to a suitable length during assembly.
  • the total force transmission element 40 has a recess through which a section of a boom (see below) is guided, the recess so is dimensioned that the boom is freely movable relative to the total force transmission element 40.
  • the elastic element 44 has a function comparable to the so-called reaction disk in the vacuum brake booster.
  • the deformation state of such a reaction disk shows the relationship between the pedal force and the actuator force.
  • the elastic element 44 is designed as an elastically deformable but practically incompressible elastomer disk, so that material stresses in the elastomer can be described by the sum of an internal pressure and additional elastic stresses.
  • the consequence of the actuator force transmission element 30 and the total force transmission element 40 is that its deformation state is essentially described by the difference in the travel paths of the pedal force transmission element and the actuator force transmission element 30.
  • An amount of elastomer material that is displaced by the approach of the elastomer contact surfaces of the pedal force transmission element and the total force transmission element leads to a thickening of the elastomer disk in the area between the elastomer contact surfaces of the actuator force transmission element 30 and the total force transmission element 40 and vice versa. If the difference is zero, there is no deformation and the internal pressure in the elastic element is the same at every point. In particular, applies in this equilibrium state
  • the actuator force is varied in such a way that the equilibrium specified in the equation is maintained.
  • a control device adjusts the actuator force in such a way that the differential travel is kept at zero.
  • FS (1 + AA / AP) ⁇ FP, which means that the total force FS is equal to the pedal force increased by a factor of 1 + AA / AP.
  • a pneumatic valve device is used in a vacuum brake booster as a control device that responds to the differential travel and adjusts the actuator force
  • an electronic control device is provided here that detects the differential travel with a sensor and provides the actuator force in an electronically controlled manner.
  • Such an electronic control device has the advantage that its function can be varied using software.
  • a so-called active braking can be superimposed on the boost function, or a so-called brake assistant function can be implemented via software, which generates an actuation process that is optimized with regard to the vehicle deceleration effect from an actuation of the brake pedal that is recognized as an initiation of emergency braking due to its acceleration dynamics, but is subsequently powerless.
  • the actuation unit 2 allows a build-up of brake pressure both through muscle power and an electronically controlled active build-up of pressure.
  • signal-controlled braking interventions, pedal-controlled reinforced braking interventions, pedal-controlled non-amplified braking interventions and mixed forms of these braking interventions can be carried out by means of the actuation unit 2.
  • a pressure supply device 50 is provided, which is designed or functions as an electrohydraulic pressure source. It comprises a hydraulic pressure chamber 52 into which a pressure piston 58 can be moved.
  • the rotor of an electric motor 54 is connected to the pressure piston 58 via a rotation-translation gear 56, whereby an axial movement of the pressure piston 58 is carried out by means of a rotation of the motor.
  • the Rotation-translation gear 56 preferably comprises a ball screw drive (KGT) with a spindle 60 and a nut 62.
  • the nut 62 is rotatably mounted with the help of a rotation lock 54a, so that a rotation of the spindle 60 to an axial movement of the nut 62 and thus at least in axial direction coupled pressure piston 58 leads.
  • the pressure supply device 50, the pedal force transmission element 32, the actuator force transmission element 30 and the total force transmission element 40 are components of the actuation force module 6a.
  • the pressure chamber 52 is connected to a reservoir through hydraulic openings, which prevents an unintentional pressure build-up due to a possible heating of the pressure medium in the pressure chamber 52 - for example as a result of an increase in the ambient temperature - as a result of temperature expansion.
  • the pressure equalization connections are first closed, so that a pressure build-up is possible.
  • the pressure medium reservoir of the pressure supply device can form a structural unit with the pressure medium reservoir 18 of the master brake cylinder 10. In this case it is advisable to use a uniform pressure medium.
  • the pressure medium used in the brake device can also be, for example, a hydraulic oil, that is to say chemically different from the brake fluid that usually circulates in the brake circuits.
  • the pressure chamber 52 is hydraulically connected by a pressure line 70 to a boosting pressure chamber 72, which is arranged in an inner region of the body 6 between a surface closing off a main bore section and the actuator force transmission element 30.
  • the pressure supply device 50 is activated by an electronic control and regulation unit 80. To actively build up pressure, the pressure piston 58 is moved into the pressure chamber 52, so that pressure medium is conveyed through the pressure line 70 into the booster pressure chamber 72, so that the
  • Actuator force transmission element 30 is displaced axially in the direction of the master brake cylinder 10.
  • the brake pedal 7 can be operated, whereby the pedal force transmission element 32 is displaced axially in the direction of the master brake cylinder 10.
  • the forces transmitted by the two transmission elements 30, 32 are transmitted to the primary piston 12 by the total force transmission element 40 and the coupling element 48 connected to it.
  • the total force transmission element 40 and the coupling element 48 are rigidly connected to one another in the embodiment shown. They can also be designed in one piece.
  • the actuation unit 2 is designed to transmit the travel information from the pedal force transmission element 32 and actuator force transmission element 30 to a location next to the master brake cylinder 10 and to determine at least one differential travel measurement value of the two transmission elements 30, 32.
  • a first arm 100 is provided, which is preferably rigidly connected to the pedal force transmission element 32 and at the end of which a position transmitter element 102 is arranged.
  • a second arm 110 is provided, which is connected, preferably rigidly, to the actuator force transmission element 30 and at the end of which a sensor element 112 is arranged.
  • the differential value of the travel paths of sensor element 112 and position transmitter element 102 is continuously recorded.
  • the position transmitter element 102 can be arranged on the second arm 110 and the sensor element 112 on the first arm 100.
  • So-called contactless measuring principles are preferably used, which in this context means that measuring principles with possible wear and tear of electrical contacts generating measuring signals - i. H. the use of potentiometric sensors - because of their mechanically conditioned susceptibility to failure, should not be used.
  • the preferred measuring principles are those based on magnetic, electromagnetic or optical effects and known to allow signal generation that is not affected by mechanical wear.
  • the two arms 100, 110 are designed as webs that run in a first area within the body 6 and run in an end area along the master cylinder 10 or the master cylinder housing 14, the arm 110 seen radially with respect to the main bore axis within the Radius of the boom 100 runs. This arrangement can save installation space.
  • the sensor element 112 is connected to the control and regulating unit 80 by means of a flexible electrical connection 148.
  • the actuation unit 2 furthermore has an electronics housing 150, which is preferably arranged directly next to the brake master cylinder housing 14 and in which the flexible electrical connection 148 and non-movable components 250 are arranged for the mechanical and electrical connection of the flexible electrical connection 148.
  • control and regulating unit 80 is also accommodated in the electronics housing 150 that accommodates the flexible electrical connection 148 and the sensor, thereby avoiding the need for a separate electronics housing for the control and regulating unit 80.
  • the electrical connection from the aforementioned non-movable components 250 to the control and regulating unit 80 can be designed as an electrical connection within the electronics housing and is thus protected against environmental influences by the electronics housing. If two separate electronics housings were used, a comparatively complex cable connection would be necessary.
  • control and regulation unit 80 An essential component of the control and regulation unit 80 is an electronic circuit board 80a, which produces the electrical connections in the form of conductor tracks between its electronic components (integrated electronic circuits, diodes, transistors, coils, capacitors, connection elements, etc.).
  • a control and regulating unit 80 typically comprises a circuit board, the components on the circuit board, electrical connections in the form of cable connections, contact springs, plugs and an electronics housing with electrical and mechanical connections to the outside.
  • a contact surface 260 is preferably provided for the flexible electrical connection.
  • the path of the pedal force transmission element can also be detected.
  • a sensor 100a is preferably used to detect the
  • This further sensor 100a preferably detects the position of the same position transmitter element via which the above-described differential travel detection takes place.
  • a additional position encoder can be used.
  • the detection range of the sensor preferably comprises the entire possible travel path of the pedal force transmission element.
  • a pressure sensor 52a or 52b can be connected to hydraulic actuators in order to detect a signal representing the actuator force.
  • a pressure sensor 52a, 52b is electrically connected to the electronic unit, which supplies the sensor 52a, 52b with electrical energy and receives the signals generated by the sensor.
  • the pressure sensor 52b is preferably arranged within the electronics housing. This has the advantage that no cable connection that is resistant to environmental influences is required between the electronics unit and the sensor.
  • a brake system 200 is shown, which the actuation unit 2 according to FIG. 1 includes.
  • the brake system 200 furthermore comprises a pressure modulation device 210, which in the present case is designed as an ESC module and has wheel-specific inlet and outlet valves for setting wheel-specific wheel brake pressures.
  • the brake system 200 has four hydraulically actuatable wheel brakes 220, 222, 224, 226, two of the wheel brakes 220, 222 being assigned to a first brake circuit I and two of the wheel brakes to a second brake circuit II.
  • the first brake circuit I comprises a first hydraulic brake circuit line 230 which connects the hydraulic connection 20 to the primary chamber of the tandem master brake cylinder 10.
  • the second brake circuit II comprises a second hydraulic brake circuit line 232 which connects the hydraulic connection 22 to the secondary chamber of the tandem master brake cylinder 10.

Abstract

The invention relates to an actuating unit (2) for a hydraulic braking system (200) comprising a brake pedal arrangement (3), a brake unit (5) and a main brake cylinder (10), the brake unit (5) comprising an actuating force module (6a) having a body (6) which closes it towards the outside and in which, in a main bore (36) in the interior of the body (6), a pedal force transmission element (32), an actuator force transmission element (30), a total force transmission element (40) and a resilient element (44) are guided in a linearly movable manner along the main bore axis. The actuating unit (2) further comprises a means for detecting the travel path difference of the pedal force transmission element (32) and actuator force transmission element (30), the differential path detection means (100, 110) comprises arms which transmit the path information from the pedal force transmission element (32) and actuator force transmission element (30) mechanically to a location radially offset with respect to the main bore, a position transmitter element (102) is fastened to an arm (110), and a sensor element (112) which detects the relative position of the position transmitter element (102) with respect to the sensor element (112), is fastened to another arm (100).

Description

Betätigungseinheit für eine hydraulisch betätigbare Bremsanlage und zugehörige Bremsanlage Actuating unit for a hydraulically actuated brake system and associated brake system
Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinheit für eine hydraulische Bremsanlage, mit der die Bremsen eines Kraftfahrzeugs sowohl bremspedalgesteuert als auch elektronisch gesteuert betätigbar sind, die Betätigungseinheit umfassend eine Bremspedalanordnung, ein Bremsgerät und einen Hauptbremszylinder, das Bremsgerät umfassend ein Betätigungskraftmodul mit einem es nach außen abschließenden Korpus, über den das Bremsgerät mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs verbunden werden kann und an dem der Hauptbremszylinder befestigt ist und in dem in einer Hauptbohrung im Inneren des Korpus ein Pedalkraftübertragungselement, ein Aktuatorkraftübertragungselement, ein Summenkraftübertragungselement und ein elastisches Element längs der Achse der Hauptbohrung, insbesondere direkt oder indirekt, d. h. ein Bauteil im anderen, linear beweglich geführt sind, wobei das Pedalkraftübertragungselement und das Aktuatorkraftübertragungselement konzentrisch bezüglich der Hauptbohrungsachse angeordnet sind, und wobei der Hauptbremszylinder mit einer Summe aus Pedalkraft und Aktuatorkraft beaufschlagbar ist, indem das elastische Element auf einer Eingangsseite vom Pedalkraftübertragungselement und dem Aktuatorkraftübertragungselement kraftbeaufschlagbar ist und auf einer Ausgangsseite die Summenkraft auf das Summenkraftübertragungselement zur Weiterleitung auf einen Primärkolben des Hauptbremszylinders überträgt, wobei die Betätigungseinheit weiter ein Mittel zur Erfassung der Verfahrwege-Differenz von Pedalkraftübertragungselement und Aktuatorkraftübertragungselement umfasst, wobei das Differenzwegerfassungs-Mittel Ausleger umfasst, die die Wegeinformationen von Pedalkraftübertragungselement und Aktuatorkraftübertragungselement mechanisch an einen bezüglich der Hauptbohrungsachse radial versetzten Ort übertragen. Sie betrifft weiterhin eine entsprechende Bremsanlage. The invention relates to an actuation unit for a hydraulic brake system with which the brakes of a motor vehicle can be actuated both with brake pedal and electronically controlled, the actuation unit comprising a brake pedal arrangement, a braking device and a master brake cylinder, the braking device comprising an actuating force module with a body that closes it off to the outside, Via which the braking device can be connected to the body of the motor vehicle and to which the master brake cylinder is attached and in which a pedal force transmission element, an actuator force transmission element, a sum force transmission element and an elastic element along the axis of the main bore, in particular directly or in a main bore inside the body, can be connected indirect, d. H. one component in the other, are linearly movably guided, wherein the pedal force transmission element and the actuator force transmission element are arranged concentrically with respect to the main bore axis, and wherein the brake master cylinder can be acted upon by a sum of pedal force and actuator force by the elastic element on an input side of the pedal force transmission element and the actuator force transmission element and on an output side the total force on the total force transmission element for transmission to a primary piston of the master brake cylinder, the actuating unit further comprising means for detecting the travel path difference of the pedal force transmission element and the actuator force transmission element, the difference path detection means comprising cantilevers that contain the path information from the pedal force transmission element and actuator force transmission element mechanically offset radially to one with respect to the main bore axis nth place. It also concerns a corresponding brake system.
Ein Bremssystem mit einer hydraulischen Antriebsstufe und einer zum Zwecke ihrer Erfassung mittels einer Sensoreinrichtung mechanisch in einen Bereich neben dem Hauptbremszylinder geleiteten Wegdifferenz ist in der DE 102014207 219 A1 im Zusammenhang mit FIG. 3 beschrieben. A brake system with a hydraulic drive stage and a path difference mechanically guided into an area next to the master brake cylinder for the purpose of detecting it by means of a sensor device is described in DE 102014207 219 A1 in connection with FIG. 3 described.
Diese Wegedifferenz ist entsprechend den (elastischen) Deformationseigenschaften des elastischen Elements eine Funktion von Aktuatorkraft und Pedalkraft. So kann, wenn zusätzlich zur Wegedifferenz auch die Aktuatorkraft bekannt ist, die Pedalkraft ermittelt werden. According to the (elastic) deformation properties of the elastic element, this path difference is a function of Actuator force and pedal force. If the actuator force is also known in addition to the path difference, the pedal force can be determined.
In der dargestellten Ausführung mit hydraulischer Übertragung der Aktuatorkraft kann ein Drucksensor verwendet werden, um ein entsprechendes die Aktuatorkraft repräsentierendes Signal zu erzeugen. In the illustrated embodiment with hydraulic transmission of the actuator force, a pressure sensor can be used to generate a corresponding signal representing the actuator force.
Eine Anbindung eines Sensorelements zur Erfassung einer eine Kräftedifferenz repräsentierenden Wegdifferenz mittels einer in eine Schlaufe gelegten, flexiblen elektrischen Verbindung ist aus der DE 102016 111 869 A1 bekannt. A connection of a sensor element for detecting a path difference representing a force difference by means of a flexible electrical connection placed in a loop is known from DE 102016 111 869 A1.
Der in dieser Druckschrift beschriebene Ort für den Sensor und die Kabelschlaufe - nämlich im Fahrzeuginnenraum - ist ungünstig. Auch ist es konstruktiv aufwändig, diese Komponenten im Bereich des Befestigungsflanschs einer Betätigungseinheit und somit im Bereich der entsprechenden Öffnung der Fahrzeugspritzwand zwischen Fahrzeuginnenraum und Motorraum zu installieren. The location described in this publication for the sensor and the cable loop - namely in the vehicle interior - is unfavorable. It is also structurally complex to install these components in the area of the fastening flange of an actuation unit and thus in the area of the corresponding opening in the vehicle bulkhead between the vehicle interior and the engine compartment.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bremsbetätigungseinheit dahingehend zu verbessern, dass sie eine - insbesondere im Bereich ihres Flanschs zu ihrem Anschluss an die Fahrzeugkarosserie - platzsparende Installation ermöglicht und gleichzeitig eine präzise und robuste Erfassung ihres Betätigungszustands ermöglicht. Weiterhin soll ein vorteilhaftes Bremssystem bereitgestellt werden. The invention is therefore based on the object of improving a brake actuation unit in such a way that it enables space-saving installation - especially in the area of its flange for its connection to the vehicle body - and at the same time enables precise and robust detection of its actuation state. Furthermore, an advantageous braking system is to be provided.
In Bezug auf die Bremsbetätigungseinheit wird die oben genannte Aufgabe dadurch gelöst, dass auf einem Ausleger ein Positionsgeberelement befestigt ist und wobei auf einem anderen Ausleger ein Sensorelement befestigt ist, welches die Relativposition des Positionsgeberelementes zum Sensorelement erfasst. With regard to the brake actuation unit, the above-mentioned object is achieved in that a position transmitter element is fastened on one arm and a sensor element which detects the position of the position transmitter element relative to the sensor element is fastened on another arm.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous refinements of the invention are the subject matter of the subclaims.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass bei modernen Bremssystemen die Anforderungen an Bauraumeinsparung und Präzision des aktuell gemessenen Bremssystemzustands sehr hoch sind. The invention is based on the consideration that in modern brake systems the requirements for space saving and precision of the currently measured brake system state are very high.
Wie nunmehr erkannt wurde, können diese Anforderungen erfüllt werden, indem zwei Ausleger vorgesehen sind, bei denen auf einem ein Positionsgeberelement und auf dem anderen ein Sensorelement angebracht sind, welches die Relativposition zum Positionsgeberelement misst. Die Ausleger transportieren gewissermaßen die zu erfassenden Wegeinformationen vom elastischen Element mit seinem für ein Anbringen von Sensoren ungünstigen Einbauort weg zu einem Wegeerfassungs-Ort bzw. Bauraum, an dem eine Sensoreinrichtung konstruktiv günstig angeordnet werden kann. As has now been recognized, these requirements can be met in that two cantilevers are provided, in which a position transmitter element is mounted on one and a sensor element is mounted on the other, which the Measures relative position to the position transmitter element. To a certain extent, the cantilevers transport the path information to be detected from the elastic element with its installation location, which is unfavorable for attaching sensors, to a path detection location or installation space where a sensor device can be arranged in a structurally favorable manner.
Da zwischen den beiden Auslegern die relative Position gemessen wird, beanspruchen die beiden Ausleger zusammen nur unwesentlich mehr Bauraum als ein einzelner Ausleger, so dass die entsprechende Ausleger-Anordnung auch bei knappem, für die Betätigungseinheit zur Verfügung stehenden, Bauraum untergebracht werden kann. Since the relative position is measured between the two cantilevers, the two cantilevers together only take up insignificantly more space than a single cantilever, so that the corresponding cantilever arrangement can be accommodated even if the space available for the actuation unit is limited.
Vorteilhafterweise sind den Verfahrstrecken von Sensorelement und Positionsgeberelement mit Hilfe der Ausleger Orte bzw. Positionen außerhalb des Bremsgeräte-Korpus zugewiesen. Advantageously, locations or positions outside the braking device body are assigned to the travel paths of the sensor element and position transmitter element with the aid of the boom.
Die zugewiesenen Verfahrstrecken von Sensorelement und Positionsgeberelement sind bevorzugt parallel zum Hauptbremszylinder und außerhalb der Hauptbremszylinderbohrung angeordnet, insbesondere in einer entsprechenden Ausnehmung eines Hauptbremszylinderkorpus. The assigned travel distances of the sensor element and position transmitter element are preferably arranged parallel to the master cylinder and outside the master cylinder bore, in particular in a corresponding recess in a master cylinder body.
Das verfahrbare Sensorelement ist vorteilhafterweise mit Hilfe einer flexiblen elektrischen Verbindung mit nicht verfahrbaren elektronischen Sensoranschluss-Komponenten elektrisch verbunden, um sowohl das Sensorelement mit der von ihm benötigten elektrischen Energie zu versorgen als auch die vom Sensorelement erzeugten Differenzweg-Signale zu empfangen, insbesondere um diese Signale an eine Steuer- und Regeleinheit weiterzuleiten. The movable sensor element is advantageously electrically connected to non-movable electronic sensor connection components with the aid of a flexible electrical connection in order to both supply the sensor element with the electrical energy it requires and to receive the differential travel signals generated by the sensor element, in particular to receive these signals forward to a control and regulation unit.
Das verfahrbare Sensorelement, die flexible elektrische Verbindung und die nicht verfahrbaren elektronischen Sensoranschluss-Komponenten sind vorteilhafterweise innerhalb eines gemeinsamen Elektronikgehäuses angeordnet, welches insbesondere derart bemessen ist, dass es den benötigen freien Verfahrweg des Sensorelements, insbesondere den von einer Schlaufe der flexiblen elektrischen Verbindung benötigten Raum, bereitstellt. The movable sensor element, the flexible electrical connection and the non-movable electronic sensor connection components are advantageously arranged within a common electronics housing, which is in particular dimensioned in such a way that it allows the required free travel path of the sensor element, in particular the space required by a loop of the flexible electrical connection , provides.
Vorteilhafterweise ist eine Steuer- und Regeleinheit vorgesehen, die in dem die flexible elektrische Verbindung und das Sensorelement aufnehmenden Elektronikgehäuse aufgenommen ist. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die nicht verfahrbaren elektronischen Sensoranschluss-Komponenten elektrisch an die Steuer- und Regeleinheit angeschlossen bzw. in die die Steuer- und Regeleinheit baulich integriert. A control and regulating unit is advantageously provided which is accommodated in the electronics housing which accommodates the flexible electrical connection and the sensor element. In a preferred embodiment, the non-movable electronic sensor connection components are electrically connected to the control and regulating unit or are structurally integrated into the control and regulating unit.
Die Aktuatorik zur Bereitstellung der Aktuatorkraft und die Steuer- und Regeleinheit sind bevorzugt zueinander benachbart angeordnet, sodass letztere die benötigten elektrischen Aktuatorströme über elektrische Verbindungen bereitstellen kann, die bevorzugt den von Aktuatorik und benachbarter Steuer- und Regeleinheit gemeinsam belegten Bauraum nicht verlassen. Dadurch kann eine Konfiguration vermieden werden, in der ein Aktuatorstromkabel zur elektrischen Verbindung einer Steuer- und Regeleinheit mit einer davon räumlich getrennten Aktuatorik benötigt wird, was aufwändige Maßnahmen zu dessen elektrischen Abschirmung und zu seiner mechanischen Abdichtung erfordern würde. Bevorzugt umfasst die Aktuatorik einen elektronisch kommutierten Elektromotor mit einer 3-phasigen Stromzuführung. The actuators for providing the actuator force and the control and regulating unit are preferably arranged adjacent to one another so that the latter can provide the required electrical actuator currents via electrical connections that preferably do not leave the installation space shared by the actuator and the neighboring open and closed-loop control unit. As a result, a configuration can be avoided in which an actuator power cable is required for the electrical connection of a control and regulating unit with an actuator system that is spatially separated therefrom, which would require complex measures for its electrical shielding and for its mechanical sealing. The actuator system preferably comprises an electronically commutated electric motor with a 3-phase power supply.
Die beiden Ausleger verlaufen bevorzugt zumindest abschnittsweise parallel. The two arms preferably run parallel at least in sections.
Die beiden Ausleger sind vorteilhafterweise parallel zu einem Randbereich des Hauptbremszylinders geführt. The two arms are advantageously guided parallel to an edge region of the master brake cylinder.
Einer der beiden Ausleger ist bevorzugt radial, insbesondere bezüglich der Hauptzylinderbohrungsachse, gesehen innerhalb des anderen Auslegers angeordnet. One of the two cantilevers is preferably arranged radially, in particular with respect to the main cylinder bore axis, inside the other cantilever.
Die Bestimmung der Relativposition erfolgt bevorzugt berührungslos, wobei die berührungslose Übertragung der Weginformation ein elektrisches, magnetisches oder optisches Wirkprinzip verwendet. The relative position is preferably determined in a contactless manner, the contactless transmission of the path information using an electrical, magnetic or optical operating principle.
Sowohl das Sensorelement als auch das Positionsgeberelement sind vorteilhafterweise in axialer Betätigungs-Richtung hinter dem Bremsgeräte-Korpus angeordnet. Both the sensor element and the position transmitter element are advantageously arranged in the axial actuation direction behind the braking device body.
In weiteren bevorzugten Ausführungsformen werden andere Wege, insbesondere der des Pedalkraftübertragungselements, erfasst, wozu entsprechende Mittel vorgesehen sind. Diese Mittel umfassen vorzugsweise einen Sensor zur Erfassung des Pedalkraftübertragungselemente-Wegs. Bevorzugt erfasst dieser weitere Sensor die Lage des gleichen Positionsgeberelements, über das die vorangehend beschriebene Differenzwegerfassung erfolgt. Alternativ kann ein zusätzlicher Positionsgeber verwendet werden. Der Erfassungsbereich des Sensors umfasst vorzugsweise den gesamten möglichen Verfahrweg des Pedalkraftübertragungselements. In further preferred embodiments, other paths, in particular that of the pedal force transmission element, are recorded, for which purpose appropriate means are provided. These means preferably include a sensor for detecting the pedal force transmission element path. This further sensor preferably detects the position of the same position transmitter element via which the above-described differential travel detection takes place. Alternatively, an additional position encoder can be used. The detection range of the sensor preferably comprises the entire possible travel path of the pedal force transmission element.
Das Aktuatorkraftübertragungselement ist bevorzugt als hydraulischer Kolben, insbesondere als Ringkolben, ausgebildet. The actuator force transmission element is preferably designed as a hydraulic piston, in particular as an annular piston.
Die Aktuatorik kann eine elektrisch steuerbare Druckquelle umfassen. Die elektrisch steuerbare Druckquelle kann einen Elektromotor, ein Getriebe und eine hydraulische Zylinder-Kolben-Einrichtung umfassen - oder aber eine von einem Elektromotor antreibbare Pumpe. The actuator system can comprise an electrically controllable pressure source. The electrically controllable pressure source can comprise an electric motor, a transmission and a hydraulic cylinder-piston device - or a pump that can be driven by an electric motor.
Das Summenkraftübertragungselement ist vorteilhafterweise dazu eingerichtet, mögliche produktionsbedingte kleine Fluchtungs- und Versatzfehler zwischen den vorzugsweise zusammenfallenden Achsen von Betätigungseinheit und Hauptzylinder auszugleichen. The total force transmission element is advantageously set up to compensate for possible production-related small misalignments and misalignments between the preferably coinciding axes of the actuating unit and the master cylinder.
Die beanspruchte Betätigungseinheit bietet vorzugsweise die Betriebsart eines pedalgesteuerten Bremsens selbst bei nicht funktionsbereiter Elektronik. The claimed actuation unit preferably offers the operating mode of pedal-controlled braking even when the electronics are not ready for operation.
Die beanspruchte Betätigungseinheit bietet vorzugsweise die Betriebsart eines rein elektronisch kontrollierten Bremsens, auch bei unbetätigtem Bremspedal. In dieser Betriebsart ist die Aktuatorkraft, beispielsweise in Form eines Drucksignals bei hydraulischer Aktuatorkraftübertragung, eine geeignete Regelgröße. Die Wegedifferenz am elastischen Element kann zur Erzielung einer bestmöglichen Regelgüte im Regelalgorithmus mit verwendet werden, ist jedoch in dieser Betriebsart nicht essenziell. The claimed actuation unit preferably offers the operating mode of a purely electronically controlled braking, even when the brake pedal is not actuated. In this operating mode, the actuator force, for example in the form of a pressure signal in the case of hydraulic actuator force transmission, is a suitable controlled variable. The path difference on the elastic element can be used in the control algorithm to achieve the best possible control quality, but is not essential in this operating mode.
Ein Drucksensor zur Erfassung eines die Aktuatorkraft repräsentierenden Signals kann an eine hydraulische Aktuatorik angeschlossen sein. Elektrisch ist ein solcher Drucksensor mit der Elektronikeinheit verbunden, die den Sensor mit elektrischer Energie versorgt und die vom Sensor generierten Signale empfängt. Bevorzugt ist der Drucksensor innerhalb des Elektronikgehäuses angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass keine gegen Umwelteinflüsse beständige Kabelverbindung zum Sensor benötigt wird. A pressure sensor for detecting a signal representing the actuator force can be connected to a hydraulic actuator system. Such a pressure sensor is electrically connected to the electronics unit, which supplies the sensor with electrical energy and receives the signals generated by the sensor. The pressure sensor is preferably arranged within the electronics housing. This has the The advantage is that no cable connection to the sensor that is resistant to environmental influences is required.
Die beanspruchte Betätigungseinheit bietet vorzugsweise die Betriebsart eines elektronisch verstärkten pedalgesteuerten Bremsens. Hierfür wird der Differenzweg erfasst und auf null geregelt. Das sich dadurch einstellende Kräftegleichgewicht am elastischen Element („Reaktionsscheibe“) bewirkt eine pedalkraftproportionale Aktuatorkraft. In dieser Betriebsart ist die Wegedifferenz am elastischen Element eine geeignete Regelgröße. Die Aktuatorkraft-Information kann zur Erzielung einer bestmöglichen Regelgüte im Regelalgorithmus mit verwendet werden, ist jedoch in dieser Betriebsart nicht essenziell. The claimed actuation unit preferably offers the operating mode of electronically amplified pedal-controlled braking. For this purpose, the differential travel is recorded and regulated to zero. The resulting equilibrium of forces on the elastic element ("reaction disk") causes an actuator force proportional to the pedal force. In this operating mode, the path difference on the elastic element is a suitable control variable. The actuator force information can be used in the control algorithm to achieve the best possible control quality, but is not essential in this operating mode.
Die beanspruchte Betätigungseinheit bietet ein komplikationsloses Umschalten zwischen den vorangehend genannten Betriebsarten. Auch Mischformen wie die Überlagerung einer elektronisch kontrollierten und einer pedalgesteuerten Bremsung sind somit problemlos darstellbar. The claimed actuation unit offers easy switching between the above-mentioned operating modes. Mixed forms such as the superposition of an electronically controlled and a pedal-controlled braking can thus be displayed without any problems.
In Bezug auf die Bremsanlage wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst mit einer oben beschriebenen Betätigungseinheit in Kombination mit einer hydraulisch an den Hauptbremszylinder der Betätigungseinheit angeschlossene Druckmodulationseinrichtung sowie hydraulisch an die Druckmodulationseinrichtung angeschlossene Radbremsen. With regard to the brake system, the above-mentioned object is achieved according to the invention with an actuation unit described above in combination with a pressure modulation device hydraulically connected to the main brake cylinder of the actuation unit and wheel brakes hydraulically connected to the pressure modulation device.
Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, dass durch eine elektrohydraulische Aktuatorkraftbereitstellung (die Aktuatorkraft kann im Falle einer rein elektronisch kontrollierten Bremsung eine Fremdkraft sein und im Falle einer pedalkontrollierten Bremsung eine Verstärkungskraft) und die Erfassung eines Verstärkungskraftbedarfs über eine Differenzwegerfassung eine präzise Hauptbremszylinderbetätigungserfassung ermöglicht und gleichzeitig eine brauraumschonende Betätigungseinheit realisiert werden kann. The advantages of the invention are, in particular, that by means of an electro-hydraulic actuator force supply (the actuator force can be an external force in the case of a purely electronically controlled braking and a boosting force in the case of a pedal-controlled braking) and the detection of a boosting force requirement via a differential travel detection, a precise master brake cylinder actuation detection is possible and at the same time a brewing space-saving actuation unit can be implemented.
Durch die mechanische Weiterleitung der Differenzweginformation an einen Ort neben dem Hauptbremszylinder ist eine baulich besonders schlanke Ausführung möglich. By mechanically forwarding the differential travel information to a location next to the master brake cylinder, a particularly slim design is possible.
Durch die elektrische Anbindung eines Differenzwegsensors über eine flexible elektrische Verbindung kann dieser in bauraumsparender Weise an die Steuer- und Regeleinheit elektronisch angebunden werden. Insbesondere kann der Bereich des Befestigungsflanschs der Betätigungseinheit baulich sehr kompakt gehalten werden, weil in diesem Bereich kein Sensor-Bauraum benötigt wird. By electrically connecting a differential travel sensor via a flexible electrical connection, it can be electronically connected to the control and regulation unit in a space-saving manner. In particular, the area of the Mounting flange of the actuating unit can be kept structurally very compact because no sensor installation space is required in this area.
Durch ein gemeinsames Gehäuse wird ein Schutz von Sensoren (Differenzwegsensor, Pedalkraftübertragungselemente-Wegsensor und Drucksensor) flexibler elektrischer Verbindung und Elektronikeinheit realisiert. A common housing provides protection for sensors (differential travel sensor, pedal force transmission element travel sensor and pressure sensor), flexible electrical connection and electronic unit.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in stark schematisierter Darstellung: An embodiment of the invention is explained in more detail with reference to a drawing. It shows in a highly schematic representation:
FIG. 1 eine Betätigungseinheit in einer bevorzugten Ausführungsform in einem Axialschnitt; und FIG. 1 shows an actuating unit in a preferred embodiment in an axial section; and
FIG. 2 eine Bremsanlage mit einer Betätigungseinheit gemäß FIG. 1 . FIG. 2 a brake system with an actuating unit according to FIG. 1 .
Gleiche Teile sind in beiden Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. The same parts are provided with the same reference symbols in both figures.
Eine in FIG. 1 dargestellte Bremsbetätigungseinheit 2 umfasst eine Bremspedalanordnung 3, ein Bremsgerät 5 und einen Flauptbremszylinder 10. Das Bremsgerät 5 umfasst ein Betätigungskraftmodul 6a mit einem Korpus 6, der es nach außen abschließt und über den das Bremsgerät 5 mit der Karosserie bzw. Spitzwand 12a des Kraftfahrzeugs verbunden werden kann und an dem der Flauptbremszylinder 10 befestigt ist. Der als Tandemhauptbremszylinder (TFIZ) ausgebildete Flauptbremszylinder 10 umfasst einen Flauptbremszylinderkorpus 14 und wenigstens einen darin verfahrbaren Druckkolben. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind ein Primärkolben 12 und ein Sekundärkolben (nicht dargestellt) vorgesehen. One shown in FIG. 1 includes a brake pedal assembly 3, a braking device 5 and a main brake cylinder 10. The braking device 5 comprises an actuating force module 6a with a body 6, which closes it off to the outside and via which the braking device 5 is connected to the body or pointed wall 12a of the motor vehicle can be and to which the main brake cylinder 10 is attached. The main brake cylinder 10 embodied as a tandem master brake cylinder (TFIZ) comprises a main brake cylinder body 14 and at least one pressure piston which can be moved therein. In the present exemplary embodiment, a primary piston 12 and a secondary piston (not shown) are provided.
Die beiden Druckkolben begrenzen eine Primärkammer und eine Sekundärkammer. Ein Reservoir 18 für Bremsflüssigkeit ist mit den beiden Kammern hydraulisch derart verbunden, dass die jeweilige Kammer in hydraulischem Ausgleich mit dem Reservoir 18 bzw. Bremsmittelvorratsbehälter in Verbindung steht, wenn sich der jeweilige Druckkolben in seiner Ausgangslage befindet. The two pressure pistons delimit a primary chamber and a secondary chamber. A reservoir 18 for brake fluid is hydraulically connected to the two chambers in such a way that the respective chamber is hydraulically balanced with the reservoir 18 or brake fluid reservoir when the respective pressure piston is in its starting position.
Der Flauptbremszylinder 10 weist zwei hydraulische Anschlüsse 20, 22 auf, die mit der jeweiligen Kammer hydraulisch verbunden sind, wobei Anschlüsse 20, 22 und Kammern jeweils einem Bremskreis I, II einer Bremsanlage 200 zugeordnet sind (siehe FIG. 2). The main brake cylinder 10 has two hydraulic connections 20, 22 which are hydraulically connected to the respective chamber, with connections 20, 22 and Chambers are each assigned to a brake circuit I, II of a brake system 200 (see FIG. 2).
Der Bremsgeräte-Korpus 6 weist einen ersten Hohlraum 26 und einen sich in Richtung des THZ gesehen daran anschließenden zweiten Hohlraum 28 auf, die als Hauptbohrung 36 ausgebildet sind. Beide Hohlräume 26, 28 sind zylindrisch ausgeführt, wobei der Radius des zweiten Hohlraums 28 größer ist als der des ersten Hohlraums 26. In den beiden Hohlräumen ist axial beweglich ein Aktuatorkraftübertragungselement 30 angeordnet, welches ein elastisches Element 44 und ein Pedalkraftübertragungselement 32 zumindest teilweise aufnimmt. Das Pedalkraftübertragungselement 32 ist über eine Pedalkoppelstange 34 und zwei Gelenke mit einem Bremspedal 7 mechanisch gekoppelt. Die Bremspedalanordnung 3 umfasst das Bremspedal 7, die Pedalkoppelstange 34 sowie einen Pedalbock 7a. The braking device body 6 has a first cavity 26 and a second cavity 28 which adjoins it as seen in the direction of the THZ and which are designed as a main bore 36. Both cavities 26, 28 are cylindrical, the radius of the second cavity 28 being larger than that of the first cavity 26. An actuator force transmission element 30, which at least partially accommodates an elastic element 44 and a pedal force transmission element 32, is axially movably arranged in the two cavities. The pedal force transmission element 32 is mechanically coupled to a brake pedal 7 via a pedal coupling rod 34 and two joints. The brake pedal arrangement 3 comprises the brake pedal 7, the pedal coupling rod 34 and a pedal bracket 7a.
Bei Betätigung des Bremspedals 7 wird das Pedalkraftübertragungselement 32 axial in Richtung des Hauptbremszylinders 10 verschoben, wobei er eine mit der Hebelwirkung des Pedals 7 verstärkte Pedalbetätigungs-Kraft auf eine erste Fläche (innere Ringfläche) des elastischen Elements 44 ausübt. Über eine zweite Fläche des elastischen Elements 44 kann das Aktuatorkraftübertragungselement 30 eine Aktuatorkraft in Betätigungsrichtung auf das elastische Element 44 ausüben. When the brake pedal 7 is actuated, the pedal force transmission element 32 is displaced axially in the direction of the master brake cylinder 10, exerting a pedal actuation force increased by the lever action of the pedal 7 on a first surface (inner annular surface) of the elastic element 44. The actuator force transmission element 30 can exert an actuator force in the actuation direction on the elastic element 44 via a second surface of the elastic element 44.
Über eine, der ersten und der zweiten Fläche gegenüberliegende, dritte Fläche steht das elastische Element 44 in mechanischem Kontakt mit einer pedalseitigen Stirnfläche eines Summenkraftübertragungselements 40, welches an seinem anderen, in Betätigungsrichtung liegenden Ende seinerseits in mechanischem, kraftübertragendem Kontakt mit dem Primärkolben 12 des Hauptbremszylinders 10 steht. Zum Zwecke einer die Kraftübertragung in axialer Richtung nicht beeinflussenden radialen Zentrierung ist das Summenkraftübertragungselement 40 abschnittsweise sowohl im Aktuatorkraftübertragungselement 30 als auch im Primärkolben 12 geführt. Zur Längenjustierung des Summenkraftübertragungselements 40 beim Zusammenbau der Betätigungseinheit umfasst das Summenkraftübertragungselement ein Koppelelement 48, welches bei seiner Montage in passender Länge gewählt oder eingestellt wird. Via a third surface opposite the first and second surface, the elastic element 44 is in mechanical contact with a pedal-side face of a total force transmission element 40, which at its other end in the actuation direction is in mechanical force-transmitting contact with the primary piston 12 of the master brake cylinder 10 stands. For the purpose of radial centering that does not influence the force transmission in the axial direction, the total force transmission element 40 is guided in sections both in the actuator force transmission element 30 and in the primary piston 12. To adjust the length of the total force transmission element 40 when assembling the actuating unit, the total force transmission element comprises a coupling element 48, which is selected or set to a suitable length during assembly.
Das Summenkraftübertragungselement 40 weist eine Ausnehmung auf, durch die ein Abschnitt eines Auslegers (siehe unten) geführt ist, wobei die Ausnehmung so bemessen ist, dass der Ausleger relativ zum Summenkraftübertragungselement 40 frei beweglich ist. The total force transmission element 40 has a recess through which a section of a boom (see below) is guided, the recess so is dimensioned that the boom is freely movable relative to the total force transmission element 40.
Das elastische Element 44 hat eine mit der sogenannten Reaktionsscheibe im Vakuumbremskraftverstärker vergleichbare Funktion. Der Deformationszustand einer solchen Reaktionsscheibe zeigt an, in welcher Relation Pedalkraft und Aktuatorkraft zueinanderstehen. Das elastische Element 44 ist als eine elastisch deformierbare aber praktisch inkompressibel ausgeführte Elastomerscheibe ausgebildet, sodass Materialspannungen im Elastomer durch die Summe aus einem inneren Druck und elastischen Zusatzspannungen beschrieben werden können. The elastic element 44 has a function comparable to the so-called reaction disk in the vacuum brake booster. The deformation state of such a reaction disk shows the relationship between the pedal force and the actuator force. The elastic element 44 is designed as an elastically deformable but practically incompressible elastomer disk, so that material stresses in the elastomer can be described by the sum of an internal pressure and additional elastic stresses.
Die Einspannung des elastischen Elements 44 zwischen entsprechende Kontaktflächen von Pedalkraftübertragungselement 32,The clamping of the elastic element 44 between corresponding contact surfaces of the pedal force transmission element 32,
Aktuatorkraftübertragungselement 30 und Summenkraftübertragungselement 40 hat zur Folge, dass sein Deformationszustand im Wesentlichen durch die Differenz der Verfahrwege von Pedalkraftübertragungselement und Aktuatorkraftübertragungselement 30 beschrieben ist. Eine Elastomermaterial-Menge, die durch eine Annäherung der Elastomer-Kontaktflächen von Pedalkraftübertragungselement und Summenkraftübertragungselement verdrängt wird, führt zu einer Verdickung der Elastomerscheibe im Bereich zwischen den Elastomer-Kontaktflächen von Aktuatorkraftübertragungselement 30 und Summenkraftübertragungselement 40 und umgekehrt. Bei einem Differenzweg null liegt keine Deformation vor und der innere Druck im elastischen Element ist an jeder Stelle derselbe. Insbesondere gilt in diesem Gleichgewichtszustand The consequence of the actuator force transmission element 30 and the total force transmission element 40 is that its deformation state is essentially described by the difference in the travel paths of the pedal force transmission element and the actuator force transmission element 30. An amount of elastomer material that is displaced by the approach of the elastomer contact surfaces of the pedal force transmission element and the total force transmission element leads to a thickening of the elastomer disk in the area between the elastomer contact surfaces of the actuator force transmission element 30 and the total force transmission element 40 and vice versa. If the difference is zero, there is no deformation and the internal pressure in the elastic element is the same at every point. In particular, applies in this equilibrium state
FP/AP = FA/AA = FS/AS mit FP / AP = FA / AA = FS / AS with
FP = vom Pedalkraftübertragungselement 32 übertragene Kraft, FP = force transmitted by the pedal force transmission element 32,
AP = Fläche, mit der das Pedalkraftübertragungselement 32 das elastische Element 44 in axialer Richtung berührt, AP = area with which the pedal force transmission element 32 contacts the elastic element 44 in the axial direction,
FA = vom Aktuatorkraftübertragungselement 30 übertragene Kraft, FA = force transmitted by the actuator force transmission element 30,
AA = Fläche, mit der das Aktuatorkraftübertragungselement 30 das elastische Element 44 in axialer Richtung berührt, AA = area with which the actuator force transmission element 30 contacts the elastic element 44 in the axial direction,
FS = vom Summenkraftübertragungselement 40 übertragene Kraft, AS = Fläche, mit der das Summenkraftübertragungselement 40 das elastische Element 44 in axialer Richtung berührt FS = force transmitted by the total force transmission element 40, AS = area with which the total force transmission element 40 contacts the elastic element 44 in the axial direction
Mittels einer auf den Differenzweg ansprechenden Regeleinrichtung wird die Aktuatorkraft derart variiert, dass das in der Gleichung angegebene Gleichgewicht eingehalten wird. Mit anderen Worten: Eine Regeleinrichtung führt die Aktuatorkraft so nach, dass der Differenzweg auf null gehalten wird. Dann gilt By means of a control device that responds to the differential travel, the actuator force is varied in such a way that the equilibrium specified in the equation is maintained. In other words: a control device adjusts the actuator force in such a way that the differential travel is kept at zero. Then applies
FS = (1 + AA/AP) · FP, was bedeutet, dass die Summenkraft FS gleich der um einen Faktor 1 + AA/AP verstärkten Pedalkraft ist. Während in einem Vakuumbremskraftverstärker als eine auf den Differenzweg ansprechende und die Aktuatorkraft einstellende Regeleinrichtung eine Pneumatikventileinrichtung verwendet wird, ist hier eine elektronische Regeleinrichtung vorgesehen, die den Differenzweg mit einem Sensor erfasst und die Aktuatorkraft elektronisch gesteuert bereitstellt. FS = (1 + AA / AP) · FP, which means that the total force FS is equal to the pedal force increased by a factor of 1 + AA / AP. While a pneumatic valve device is used in a vacuum brake booster as a control device that responds to the differential travel and adjusts the actuator force, an electronic control device is provided here that detects the differential travel with a sensor and provides the actuator force in an electronically controlled manner.
Eine solche elektronische Regeleinrichtung hat den Vorteil, dass ihre Funktion per Software variiert werden kann. So kann beispielsweise der Verstärkungsfunktion einfach eine sogenannte Aktivbremsung überlagert werden, oder es kann per Software eine sognannte Bremsassistent-Funktion realisiert werden, die aus einer aufgrund seiner Antrittsdynamik als Einleitung einer Notbremsung erkannten aber im weiteren Verlauf kraftlosen Bremspedalbetätigung einen hinsichtlich der Fahrzeugverzögerungswirkung optimierten Betätigungsverlauf erzeugt. Such an electronic control device has the advantage that its function can be varied using software. For example, a so-called active braking can be superimposed on the boost function, or a so-called brake assistant function can be implemented via software, which generates an actuation process that is optimized with regard to the vehicle deceleration effect from an actuation of the brake pedal that is recognized as an initiation of emergency braking due to its acceleration dynamics, but is subsequently powerless.
Die Betätigungseinheit 2 erlaubt einen Bremsdruckaufbau sowohl durch Muskelkraft als auch einen elektronisch gesteuerten aktiven Druckaufbau. Mit diesen technischen Voraussetzungen können mittels der Betätigungseinheit 2 signalgesteuerte Bremseingriffe, pedalgesteuerte verstärkte Bremseingriffe, pedalgesteuerte unverstärkte Bremseingriffe sowie Mischformen dieser Bremseingriffe durchgeführt werden. Dazu ist eine Druckbereitstellungsvorrichtung 50 vorgesehen, die als elektrohydraulische Druckquelle ausgebildet ist bzw. fungiert. Sie umfasst einen hydraulischen Druckraum 52, in den ein Druckkolben 58 verfahrbar ist. The actuation unit 2 allows a build-up of brake pressure both through muscle power and an electronically controlled active build-up of pressure. With these technical requirements, signal-controlled braking interventions, pedal-controlled reinforced braking interventions, pedal-controlled non-amplified braking interventions and mixed forms of these braking interventions can be carried out by means of the actuation unit 2. For this purpose, a pressure supply device 50 is provided, which is designed or functions as an electrohydraulic pressure source. It comprises a hydraulic pressure chamber 52 into which a pressure piston 58 can be moved.
Der Rotor eines Elektromotors 54 ist dabei über ein Rotations-Translationsgetriebe 56 mit dem Druckkolben 58 verbunden, wodurch mittels einer Motordrehung eine axiale Bewegung des Druckkolbens 58 ausgeführt wird. Das Rotations-Translationsgetriebe 56 umfasst bevorzugt einen Kugelgewindetrieb (KGT) mit einer Spindel 60 und einer Mutter 62. Die Mutter 62 ist mit Hilfe einer Verdrehsicherung 54a rotationsfest gelagert, sodass eine Drehung der Spindel 60 zu einer axialen Bewegung der Mutter 62 und des damit zumindest in axialer Richtung gekoppelten Druckkolbens 58 führt. The rotor of an electric motor 54 is connected to the pressure piston 58 via a rotation-translation gear 56, whereby an axial movement of the pressure piston 58 is carried out by means of a rotation of the motor. The Rotation-translation gear 56 preferably comprises a ball screw drive (KGT) with a spindle 60 and a nut 62. The nut 62 is rotatably mounted with the help of a rotation lock 54a, so that a rotation of the spindle 60 to an axial movement of the nut 62 and thus at least in axial direction coupled pressure piston 58 leads.
Die Druckbereitstellungseinrichtung 50, das Pedalkraftübertragungselement 32, das Aktuatorkraftübertragungselement 30 sowie das Summenkraftübertragungselement 40 sind Komponenten des Betätigungskraftmoduls 6a. The pressure supply device 50, the pedal force transmission element 32, the actuator force transmission element 30 and the total force transmission element 40 are components of the actuation force module 6a.
Im dargestellten Bereitschaftszustand der Druckbereitstellungsvorrichtung 50 ist der Druckraum 52 durch hydraulische Öffnungen mit einem Reservoir verbunden, wodurch vermieden wird, dass aufgrund einer möglichen Erwärmung des Druckmittels im Druckraum 52 - beispielsweise infolge eines Anstiegs der Umgebungstemperatur - infolge einer Temperaturdehnung ein unbeabsichtigter Druckaufbau erfolgt. Bei einer elektronisch gesteuerten Verschiebung des Druckkolbens aus seiner Bereitschaftsposition heraus werden zunächst die Druckausgleichsverbindungen geschlossen, so dass ein Druckaufbau möglich ist. In the illustrated standby state of the pressure supply device 50, the pressure chamber 52 is connected to a reservoir through hydraulic openings, which prevents an unintentional pressure build-up due to a possible heating of the pressure medium in the pressure chamber 52 - for example as a result of an increase in the ambient temperature - as a result of temperature expansion. In the event of an electronically controlled displacement of the pressure piston from its standby position, the pressure equalization connections are first closed, so that a pressure build-up is possible.
Das Druckmittel-Reservoir der Druckbereitstellungsvorrichtung kann mit dem Druckmittel-Reservoir 18 des Hauptbremszylinders 10 eine Baueinheit bilden. In diesem Falle ist es zweckmäßig, ein einheitliches Druckmittel zu verwenden. Bei getrennten Reservoirs kann das im Bremsgerät verwendete Druckmittel beispielsweise auch ein Hydrauliköl sein, also chemisch unterschiedlich zu der in den Bremskreisen üblicherweise zirkulierenden Bremsflüssigkeit. The pressure medium reservoir of the pressure supply device can form a structural unit with the pressure medium reservoir 18 of the master brake cylinder 10. In this case it is advisable to use a uniform pressure medium. In the case of separate reservoirs, the pressure medium used in the brake device can also be, for example, a hydraulic oil, that is to say chemically different from the brake fluid that usually circulates in the brake circuits.
Durch eine Druckleitung 70 ist der Druckraum 52 hydraulisch mit einem Verstärkungsdruckraum 72 verbunden, der in einem inneren Bereich von Korpus 6 zwischen einer einen Hauptbohrungsabschnitt abschließenden Fläche und dem Aktuatorkraftübertragungselement 30 angeordnet ist. The pressure chamber 52 is hydraulically connected by a pressure line 70 to a boosting pressure chamber 72, which is arranged in an inner region of the body 6 between a surface closing off a main bore section and the actuator force transmission element 30.
Die Druckbereitstellungsvorrichtung 50 wird durch eine elektronische Steuer- und Regeleinheit 80 angesteuert. Zum aktiven Druckaufbau wird der Druckkolben 58 in den Druckraum 52 verfahren, sodass durch die Druckleitung 70 Druckmittel in den Verstärkungsdruckraum 72 gefördert wird, so dass dasThe pressure supply device 50 is activated by an electronic control and regulation unit 80. To actively build up pressure, the pressure piston 58 is moved into the pressure chamber 52, so that pressure medium is conveyed through the pressure line 70 into the booster pressure chamber 72, so that the
Aktuatorkraftübertragungselement 30 axial in Richtung des Hauptbremszylinders 10 verschoben wird. Gleichzeitig kann das Bremspedal 7 betätigt werden, wodurch das Pedalkraftübertragungselement 32 axial in Richtung des Hauptbremszylinders 10 verschoben wird. Die durch die beiden Übertragungselemente 30, 32 weitergeleiteten Kräfte werden durch das Summenkraftübertragungselement 40 und das damit verbundene Koppelelement 48 auf den Primärkolben 12 übertragen. Das Summenkraftübertragungselement 40 und das Koppelelement 48 sind in der dargestellten Ausführung starr miteinander verbunden. Sie können auch in einstückiger Bauweise ausgeführt sein. Actuator force transmission element 30 is displaced axially in the direction of the master brake cylinder 10. At the same time, the brake pedal 7 can be operated, whereby the pedal force transmission element 32 is displaced axially in the direction of the master brake cylinder 10. The forces transmitted by the two transmission elements 30, 32 are transmitted to the primary piston 12 by the total force transmission element 40 and the coupling element 48 connected to it. The total force transmission element 40 and the coupling element 48 are rigidly connected to one another in the embodiment shown. They can also be designed in one piece.
Die Betätigungseinheit 2 ist dazu ausgelegt, die Wegeinformationen von Pedalkraftübertragungselement 32 und Aktuatorkraftübertragungselement 30 an einen Ort neben dem Hauptbremszylinder 10 zu übertragen und zumindest einen Differenzwegmesswert der beiden Übertragungselemente 30, 32 zu bestimmen. Dazu ist ein erster Ausleger 100 vorgesehen, der, bevorzugt starr mit dem Pedalkraftübertragungselement 32 verbunden ist und an dessen Ende ein Positionsgeberelement 102 angeordnet ist. The actuation unit 2 is designed to transmit the travel information from the pedal force transmission element 32 and actuator force transmission element 30 to a location next to the master brake cylinder 10 and to determine at least one differential travel measurement value of the two transmission elements 30, 32. For this purpose, a first arm 100 is provided, which is preferably rigidly connected to the pedal force transmission element 32 and at the end of which a position transmitter element 102 is arranged.
Weiterhin ist ein zweiter Ausleger 110 vorgesehen, der, bevorzugt starr, mit dem Aktuatorkraftübertragungselement 30 verbunden ist und an dessen Ende ein Sensorelement 112 angeordnet ist. Mit dieser Anordnung wird der Differenzwert der Verfahrwege von Sensorelement 112 und Positionsgeberelement 102 kontinuierlich erfasst. Alternativ kann das Positionsgeberelement 102 am zweiten Ausleger 110 und das Sensorelement 112 am ersten Ausleger 100 angeordnet sein. Furthermore, a second arm 110 is provided, which is connected, preferably rigidly, to the actuator force transmission element 30 and at the end of which a sensor element 112 is arranged. With this arrangement, the differential value of the travel paths of sensor element 112 and position transmitter element 102 is continuously recorded. Alternatively, the position transmitter element 102 can be arranged on the second arm 110 and the sensor element 112 on the first arm 100.
Vorzugsweise werden dabei sogenannte kontaktlose Messprinzipe eingesetzt, was in diesem Kontext bedeutet, dass Messprinzipe mit einem möglichen Verschleiß von messsignalgenerierenden elektrischen Kontakten - d. h. die Verwendung potentiometrischer Sensoren - wegen deren mechanisch bedingter Störungsanfälligkeit nicht eingesetzt werden sollen. Die bevorzugten Mesprinzipe sind diejenigen die auf magnetischen, elektromagnetischen oder optischen Effekten basieren und bekanntermaßen eine von mechanischem Verschleiß nicht betroffene Signalgenerierung erlauben. So-called contactless measuring principles are preferably used, which in this context means that measuring principles with possible wear and tear of electrical contacts generating measuring signals - i. H. the use of potentiometric sensors - because of their mechanically conditioned susceptibility to failure, should not be used. The preferred measuring principles are those based on magnetic, electromagnetic or optical effects and known to allow signal generation that is not affected by mechanical wear.
Die beiden Ausleger 100, 110 sind im dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel als Stege ausgebildet, die in einem ersten Bereich innerhalb des Korpus 6 verlaufen und in einem Endbereich entlang des Hauptbremszylinders 10 bzw. Hauptbremszylindergehäuses 14 verlaufen, wobei der Ausleger 110 radial gesehen bezüglich der Hauptbohrungsachse innerhalb des Radius des Auslegers 100 verläuft. Durch diese Anordnung kann Bauraum eingespart werden. Das Sensorelement 112 ist mittels einer flexiblen elektrischen Verbindung 148 mit der Steuer- und Regeleinheit 80 verbunden. In the preferred exemplary embodiment shown, the two arms 100, 110 are designed as webs that run in a first area within the body 6 and run in an end area along the master cylinder 10 or the master cylinder housing 14, the arm 110 seen radially with respect to the main bore axis within the Radius of the boom 100 runs. This arrangement can save installation space. The sensor element 112 is connected to the control and regulating unit 80 by means of a flexible electrical connection 148.
Die Betätigungseinheit 2 weist weiterhin ein Elektronikgehäuse 150 auf, welches bevorzugt direkt neben dem Hauptbremszylindergehäuse 14 angeordnet ist und in welchem die flexible elektrische Verbindung 148 angeordnet sind sowie nicht-verfahrbare Komponenten 250, zum mechanischen und elektrischen Anschluss der flexiblen elektrischen Verbindung 148. The actuation unit 2 furthermore has an electronics housing 150, which is preferably arranged directly next to the brake master cylinder housing 14 and in which the flexible electrical connection 148 and non-movable components 250 are arranged for the mechanical and electrical connection of the flexible electrical connection 148.
Bevorzugt ist weiterhin die Steuer- und Regeleinheit 80 in dem die flexible elektrische Verbindung 148 und den Sensor aufnehmenden Elektronikgehäuse 150 mit untergebracht, wodurch die Notwendigkeit eines separaten Elektronikgehäuses für die Steuer- und Regeleinheit 80 vermieden wird. Außerdem kann so die elektrische Verbindung von den genannten nicht-verfahrbaren Komponenten 250 zur Steuer- und Regeleinheit 80 als elektronikgehäuseinterne elektrische Verbindung ausgebildet werden und ist somit durch das Elektronikgehäuse gegen Umwelteinflüsse geschützt. Bei Verwendung zweier separater Elektronikgehäuse würde eine vergleichsweise aufwändige Kabelverbindung notwendig werden. Preferably, the control and regulating unit 80 is also accommodated in the electronics housing 150 that accommodates the flexible electrical connection 148 and the sensor, thereby avoiding the need for a separate electronics housing for the control and regulating unit 80. In addition, the electrical connection from the aforementioned non-movable components 250 to the control and regulating unit 80 can be designed as an electrical connection within the electronics housing and is thus protected against environmental influences by the electronics housing. If two separate electronics housings were used, a comparatively complex cable connection would be necessary.
Ein wesentliches Bauteil der Steuer- und Regeleinheit 80 ist eine Elektronikplatine 80a, die die elektrischen Verbindungen in Form von Leiterbahnen zwischen ihren elektronischen Bauelementen (Integrierten elektronischen Schaltkreisen, Dioden, Transistoren, Spulen, Kondensatoren, Anschlusselementen etc.) herstellt. Eine solche Steuer- und Regeleinheit 80 umfasst typischerweise eine Platine, die Bauelemente auf der Platine, elektrische Anschlüsse in Form von Kabelanschlüssen, Kontaktfedern, Stecker sowie ein Elektronikgehäuse mit elektrischen und mechanischen Anschlüssen nach außen. An essential component of the control and regulation unit 80 is an electronic circuit board 80a, which produces the electrical connections in the form of conductor tracks between its electronic components (integrated electronic circuits, diodes, transistors, coils, capacitors, connection elements, etc.). Such a control and regulating unit 80 typically comprises a circuit board, the components on the circuit board, electrical connections in the form of cable connections, contact springs, plugs and an electronics housing with electrical and mechanical connections to the outside.
Bevorzugt ist eine Anlegefläche 260 für die flexible elektrische Verbindung vorgesehen. A contact surface 260 is preferably provided for the flexible electrical connection.
Es kann auch in einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Weg des Pedalkraftübertragungselements erfasst werden. Dazu ist vorzugsweise ein Sensor 100a zur Erfassung desIn another preferred embodiment, the path of the pedal force transmission element can also be detected. For this purpose, a sensor 100a is preferably used to detect the
Pedalkraftübertragungselemente-Wegs vorgesehen. Bevorzugt erfasst dieser weitere Sensor 100a die Lage des gleichen Positionsgeberelements, über das die vorangehend beschriebene Differenzwegerfassung erfolgt. Alternativ kann ein zusätzlicher Positionsgeber verwendet werden. Der Erfassungsbereich des Sensors umfasst vorzugsweise den gesamten möglichen Verfahrweg des Pedalkraftübertragungselements. Pedal force transmission element path provided. This further sensor 100a preferably detects the position of the same position transmitter element via which the above-described differential travel detection takes place. Alternatively, a additional position encoder can be used. The detection range of the sensor preferably comprises the entire possible travel path of the pedal force transmission element.
Ein Drucksensor 52a oder 52b kann zur Erfassung eines die Aktuatorkraft repräsentierenden Signals kann an eine hydraulische Aktuatorik angeschlossen sein. Elektrisch ist ein solcher Drucksensor 52a, 52b mit der Elektronikeinheit verbunden, die den Sensor 52a, 52b mit elektrischer Energie versorgt und die vom Sensor generierten Signale empfängt. Bevorzugt ist der Drucksensor 52b innerhalb des Elektronikgehäuses angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass keine gegen Umwelteinflüsse beständige Kabelverbindung zwischen Elektronikeinheit und Sensor benötigt wird. A pressure sensor 52a or 52b can be connected to hydraulic actuators in order to detect a signal representing the actuator force. Such a pressure sensor 52a, 52b is electrically connected to the electronic unit, which supplies the sensor 52a, 52b with electrical energy and receives the signals generated by the sensor. The pressure sensor 52b is preferably arranged within the electronics housing. This has the advantage that no cable connection that is resistant to environmental influences is required between the electronics unit and the sensor.
In FIG. 2 ist eine Bremsanlage 200 dargestellt, welche die Betätigungseinheit 2 gemäß FIG. 1 umfasst. Die Bremsanlage 200 umfasst weiterhin eine Druckmodulationseinrichtung 210, die vorliegend als ESC-Modul ausgebildet ist und radindividuelle Einlass- und Auslassventile zur Einstellung radindividueller Radbremsdrücke aufweist. Die Bremsanlage 200 weist vier hydraulisch betätigbare Radbremsen 220, 222, 224, 226 auf, wobei zwei der Radbremsen 220, 222 einem ersten Bremskreis I und zwei der Radbremsen einem zweiten Bremskreis II zugeordnet sind. Der erste Bremskreis I umfasst eine erste hydraulische Bremskreisleitung 230, die den hydraulischen Anschluss 20 mit der Primärkammer des Tandemhauptbremszylinders 10 verbindet. Der zweite Bremskreis II umfasst eine zweite hydraulische Bremskreisleitung 232, die den hydraulischen Anschluss 22 mit der Sekundärkammer des Tandemhauptbremszylinders 10 verbindet. In FIG. 2, a brake system 200 is shown, which the actuation unit 2 according to FIG. 1 includes. The brake system 200 furthermore comprises a pressure modulation device 210, which in the present case is designed as an ESC module and has wheel-specific inlet and outlet valves for setting wheel-specific wheel brake pressures. The brake system 200 has four hydraulically actuatable wheel brakes 220, 222, 224, 226, two of the wheel brakes 220, 222 being assigned to a first brake circuit I and two of the wheel brakes to a second brake circuit II. The first brake circuit I comprises a first hydraulic brake circuit line 230 which connects the hydraulic connection 20 to the primary chamber of the tandem master brake cylinder 10. The second brake circuit II comprises a second hydraulic brake circuit line 232 which connects the hydraulic connection 22 to the secondary chamber of the tandem master brake cylinder 10.

Claims

Patentansprüche Claims
1 . Betätigungseinheit (2) für eine hydraulische Bremsanlage (200), mit der die Bremsen eines Kraftfahrzeugs sowohl bremspedalgesteuert als auch elektronisch gesteuert betätigbar sind, die Betätigungseinheit (2) umfassend eine Bremspedalanordnung (3), ein Bremsgerät (5) und einen Hauptbremszylinder (10), das Bremsgerät (5) umfassend ein Betätigungskraftmodul (6a) mit einem es nach außen abschließenden Korpus (6), über den das Betätigungskraftmodul mit der Karosserie (12a) des Kraftfahrzeugs verbunden werden kann und an dem der Hauptbremszylinder (10) befestigt ist und in dem in einer Hauptbohrung (36) im Inneren des Korpus (6) ein Pedalkraftübertragungselement (32), ein Aktuatorkraftübertragungselement (30), ein Summenkraftübertragungselement (40) und ein elastisches Element (44) längs der Hauptbohrungsachse linear beweglich geführt sind, wobei das Pedalkraftübertragungselement (32) und das Aktuatorkraftübertragungselement (30) konzentrisch bezüglich der Hauptbohrungs-Achse angeordnet sind, und wobei der Hauptbremszylinder (10) mit einer Summe aus Pedalkraft und Aktuatorkraft beaufschlagbar ist, indem das elastische Element (44) auf einer Eingangsseite vom1 . Actuating unit (2) for a hydraulic brake system (200) with which the brakes of a motor vehicle can be actuated both with brake pedal and electronically controlled, the actuation unit (2) comprising a brake pedal arrangement (3), a braking device (5) and a master brake cylinder (10) , the braking device (5) comprising an actuating force module (6a) with a body (6) closing it off to the outside, via which the actuating force module can be connected to the body (12a) of the motor vehicle and to which the master brake cylinder (10) is attached and in which in a main bore (36) inside the body (6) a pedal force transmission element (32), an actuator force transmission element (30), a total force transmission element (40) and an elastic element (44) are linearly movably guided along the main bore axis, the pedal force transmission element ( 32) and the actuator force transmission element (30) are arranged concentrically with respect to the main bore axis , and wherein the brake master cylinder (10) can be acted upon by a sum of pedal force and actuator force by the elastic element (44) on an input side of the
Pedalkraftübertragungselement (32) und dem Aktuatorkraftübertragungselement (30) kraftbeaufschlagbar ist und auf einer Ausgangsseite die Summenkraft auf das Summenkraftübertragungselement (40) zur Weiterleitung auf einen Primärkolben (12) des Hauptbremszylinders (10) überträgt, wobei die Betätigungseinheit (2) weiter ein Mittel zur Erfassung der Verfahrwege-Differenz von Pedalkraftübertragungselement (32) und Aktuatorkraftübertragungselement (30) umfasst, wobei das Differenzwegerfassungs-Mittel Ausleger (129, 130) umfasst, die die Wegeinformationen von Pedalkraftübertragungselement (32) und Aktuatorkraftübertragungselement (30) mechanisch an einen bezüglich der Hauptbohrungsachse radial versetzten Ort übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Ausleger (110) ein Positionsgeberelement (102) befestigt ist und wobei auf einem anderen Ausleger (100) ein Sensorelement (112) befestigt ist, welches die Relativposition des Positionsgeberelementes (102) zum Sensorelement (112) erfasst. The pedal force transmission element (32) and the actuator force transmission element (30) can be acted upon by force and, on an output side, the total force is transmitted to the total force transmission element (40) for transmission to a primary piston (12) of the master brake cylinder (10), the actuating unit (2) also having a means for detecting the travel path difference of the pedal force transmission element (32) and the actuator force transmission element (30), the difference path detection means comprising cantilevers (129, 130) which mechanically offset the path information from the pedal force transmission element (32) and the actuator force transmission element (30) to a radial offset with respect to the main bore axis Transfer location, characterized in that a position transmitter element (102) is fastened on one arm (110) and a sensor element (112) is fastened on another arm (100), which shows the relative position of the position transmitter element (102) to the sensor element (112). detected.
2. Betätigungseinheit (2) nach Anspruch 1 , wobei den Verfahrstrecken von Sensorelement (112) und Positionsgeberelement (102) mit Hilfe der Ausleger (100, 110) Orte außerhalb des Korpus (6) zugewiesen sind. 2. Actuating unit (2) according to claim 1, wherein the travel distances of the sensor element (112) and position transmitter element (102) with the aid of the boom (100, 110) locations outside of the body (6) are assigned.
3. Betätigungseinheit (2) nach Anspruch 2, wobei die zugewiesenen Verfahrstrecken von Sensorelement (112) und Positionsgeberelement (102) parallel zum Hauptbremszylinder (10) und außerhalb der Hauptbremszylinderbohrung angeordnet sind, insbesondere in einer entsprechenden Ausnehmung eines Hauptbremszylindergehäuses (14). 3. Actuating unit (2) according to claim 2, wherein the assigned travel distances of the sensor element (112) and position transmitter element (102) are arranged parallel to the master cylinder (10) and outside the master cylinder bore, in particular in a corresponding recess of a master cylinder housing (14).
4. Betätigungseinheit (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das verfahrbare Sensorelement (112) mit Hilfe einer flexiblen elektrischen Verbindung (148) mit nicht verfahrbaren elektronischen Sensoranschluss-Komponenten (250) elektrisch verbunden ist, um sowohl das Sensorelement (112) mit der von ihm benötigten elektrischen Energie zu versorgen als auch die vom Sensorelement (112) erzeugten Differenzweg-Signale zu empfangen, insbesondere an eine Steuer- und Regeleinheit (80) weiterzuleiten. 4. actuation unit (2) according to any one of claims 1 to 3, wherein the movable sensor element (112) is electrically connected with the aid of a flexible electrical connection (148) with non-movable electronic sensor connection components (250) to both the sensor element (112 ) to supply it with the electrical energy it needs and also to receive the differential path signals generated by the sensor element (112), in particular to forward them to a control and regulation unit (80).
5. Betätigungseinheit (2) nach Anspruch 4, wobei das verfahrbare Sensorelement (112), die flexible elektrische Verbindung (148) und die nicht verfahrbaren elektronischen Sensoranschluss-Komponenten (250) innerhalb eines gemeinsamen Elektronikgehäuses (150) angeordnet sind, welches insbesondere derart bemessen ist, dass es den benötigen freien Verfahrweg des Sensorelements (112), insbesondere den von einer Schlaufe der flexiblen elektrischen Verbindung (148) benötigten Raum, bereitstellt. 5. actuation unit (2) according to claim 4, wherein the movable sensor element (112), the flexible electrical connection (148) and the non-movable electronic sensor connection components (250) are arranged within a common electronics housing (150), which in particular has such dimensions is that it provides the required free travel path of the sensor element (112), in particular the space required by a loop of the flexible electrical connection (148).
6. Betätigungseinheit (2) nach Anspruch 5, wobei eine Steuer- und Regeleinheit (80) vorgesehen ist, in der die flexible elektrische Verbindung (148) und das Sensorelement (112) aufnehmenden Elektronikgehäuse (150) aufgenommen sind. 6. actuating unit (2) according to claim 5, wherein a control and regulating unit (80) is provided in which the flexible electrical connection (148) and the sensor element (112) receiving electronics housing (150) are received.
7. Betätigungseinheit (2) nach Anspruch 6, wobei die nicht verfahrbaren elektronischen Sensoranschluss-Komponenten (250) elektrisch direkt an die Steuer- und Regeleinheit (80) angeschlossen sind und/oder in die die Steuer- und Regeleinheit baulich integriert sind. 7. actuation unit (2) according to claim 6, wherein the non-movable electronic sensor connection components (250) are electrically connected directly to the control and regulating unit (80) and / or in which the control and regulating unit are structurally integrated.
8. Betätigungseinheit (2) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Aktuatorik zur Bereitstellung der Aktuatorkraft und die Steuer- und Regeleinheit (80) zueinander benachbart angeordnet sind, sodass die Steuer- und Regeleinheit dem Aktuator die benötigten elektrischen Aktuatorströme über kurze elektrische Verbindungen bereitstellen kann. Bevorzugt umfasst die Aktuatorik einen elektronisch kommutierten Elektromotor mit einer dreiphasigen Stromzuführung. 8. actuating unit (2) according to claim 6 or 7, wherein the actuator system for providing the actuator force and the control and regulating unit (80) are arranged adjacent to one another, so that the control and regulating unit provide the actuator with the required electrical actuator currents via short electrical connections can. The actuator system preferably comprises an electronically commutated electric motor with a three-phase power supply.
9. Betätigungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die beiden Ausleger (100, 110) zumindest abschnittsweise parallel verlaufen. 9. actuating unit (1) according to one of claims 1 to 8, wherein the two arms (100, 110) at least partially run parallel.
10. Betätigungseinheit (2) nach Anspruch 9, wobei die beiden Ausleger (100, 110) parallel zu einem Randbereich des Hauptbremszylinders (10) geführt sind. 10. actuating unit (2) according to claim 9, wherein the two arms (100, 110) are guided parallel to an edge region of the master brake cylinder (10).
11. Betätigungseinheit (2) nach Anspruch 9 oder 10, wobei einer der beiden Ausleger (100) radial, insbesondere bezüglich der Hauptzylinderbohrungsachse, gesehen innerhalb des anderen Auslegers (110) angeordnet ist. 11. Actuating unit (2) according to claim 9 or 10, wherein one of the two arms (100) is arranged radially, in particular with respect to the master cylinder bore axis, viewed inside the other arm (110).
12. Betätigungseinheit (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei die Bestimmung der Relativposition berührungslos erfolgt, und wobei die berührungslose Übertragung der Weginformation ein elektrisches, magnetisches oder optisches Wirkprinzip verwendet. 12. Actuating unit (2) according to one of claims 1 to 11, wherein the determination of the relative position takes place without contact, and wherein the contactless transmission of the path information uses an electrical, magnetic or optical operating principle.
13. Betätigungseinheit (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei sowohl das Sensorelement (112) als auch Positionsgeberelement (102) in axialer Betätigungs-Richtung hinter dem Bremsgeräte-Korpus (6) angeordnet ist. 13. Actuating unit (2) according to one of claims 1 to 12, wherein both the sensor element (112) and position transmitter element (102) is arranged in the axial actuation direction behind the braking device body (6).
14. Bremsanlage (200), umfassend eine Betätigungseinheit (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, weiterhin umfassend eine hydraulisch an den Hauptbremszylinder (10) der Betätigungseinheit (2) angeschlossene elektrohydraulische Druckmodulationseinrichtung (210) sowie hydraulisch an die Druckmodulationseinrichtung (210) angeschlossene Radbremsen (220, 222, 224, 226). 14. Brake system (200), comprising an actuation unit (2) according to one of the preceding claims, further comprising an electrohydraulic pressure modulation device (210) hydraulically connected to the master brake cylinder (10) of the actuation unit (2) and wheel brakes hydraulically connected to the pressure modulation device (210) (220, 222, 224, 226).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021208845A1 (en) 2021-08-12 2023-02-16 Continental Automotive Technologies GmbH Actuating device for a brake system of a motor vehicle and a method for operating an actuating device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5022716A (en) * 1988-12-28 1991-06-11 Robert Bosch Gmbh Brake system
DE102010027308A1 (en) * 2010-07-16 2012-01-19 Lucas Automotive Gmbh Sensor assembly for a master cylinder
DE102014207219A1 (en) 2014-04-15 2015-10-15 Continental Teves Ag & Co. Ohg Actuation unit for a hydraulic brake system
DE102015220033A1 (en) * 2014-12-12 2016-06-16 Continental Teves Ag & Co. Ohg Electromechanical brake booster
DE102016111869A1 (en) 2016-06-29 2018-01-04 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Electromechanical brake booster for a motor vehicle, brake system and motor vehicle

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19521405A1 (en) * 1995-06-13 1996-12-19 Lucas Ind Plc Brake booster-master cylinder combination for vehicle
CN100347015C (en) * 2003-04-07 2007-11-07 大陆-特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司 Device for monitoring the position and displacement of a brake pedal.
CN101115647A (en) * 2005-02-08 2008-01-30 大陆-特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司 Brake actuating unit for actuating an automotive braking system
DE102006012222B3 (en) * 2006-03-16 2007-10-18 Lucas Automotive Gmbh Master cylinder assembly e.g. tandem master cylinder assembly, for hydraulic motor vehicle brake system, has piston arrangements guided in sealing bushes of housing, where sealing bushes are held in housing by holding ring
DE102007024785A1 (en) * 2007-04-05 2008-10-09 Continental Teves Ag & Co. Ohg Brake system for motor vehicles
JP4943220B2 (en) * 2007-05-01 2012-05-30 日立オートモティブシステムズ株式会社 Hydraulic control unit and hydraulic control unit for brake control
DE102008039306A1 (en) * 2007-11-21 2009-05-28 Continental Teves Ag & Co. Ohg Brake actuation unit
DE102010003082A1 (en) * 2010-02-10 2011-08-11 Continental Teves AG & Co. OHG, 60488 Brake assembly for motor vehicle, has high pressure storage and pressure regulating valve arrangement, power port, pressure supply terminal and return port
DE102011088950A1 (en) * 2011-12-19 2013-06-20 Robert Bosch Gmbh Differential path sensor for a brake system of a vehicle and method for determining a difference path
JP5880861B2 (en) * 2012-11-08 2016-03-09 トヨタ自動車株式会社 Brake control device
DE102016014483A1 (en) * 2016-12-06 2018-06-07 Lucas Automotive Gmbh Master brake cylinder arrangement with position sensor element and coupling arrangement therefor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5022716A (en) * 1988-12-28 1991-06-11 Robert Bosch Gmbh Brake system
DE102010027308A1 (en) * 2010-07-16 2012-01-19 Lucas Automotive Gmbh Sensor assembly for a master cylinder
DE102014207219A1 (en) 2014-04-15 2015-10-15 Continental Teves Ag & Co. Ohg Actuation unit for a hydraulic brake system
DE102015220033A1 (en) * 2014-12-12 2016-06-16 Continental Teves Ag & Co. Ohg Electromechanical brake booster
DE102016111869A1 (en) 2016-06-29 2018-01-04 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Electromechanical brake booster for a motor vehicle, brake system and motor vehicle

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