DE102005063659B3 - Brake system with electric motor-driven piston-cylinder system - Google Patents

Abstract

Bremsanlage, eine Betätigungseinrichtung (30), nämlich ein Bremspedal, einen Pedalwegsensor (38) zur Erfassung eines Pedalwegs des Bremspedals und eine Steuer- und Regeleinrichtung (22) aufweisend, wobei die Steuer- und Regeleinrichtung (22) unter Berücksichtigung des erfassten Pedalwegs eine Antriebsvorrichtung (5c, 6, 7, 7a) mit einem Elektromotor (8) steuert, wobei die Antriebsvorrichtung (5c, 6, 7, 7a) einen Kolben (1, 1a) eines Kolben-Zylinder-Systems über eine nicht-hydraulische Getriebevorrichtung verstellt, so dass sich im Arbeitsraum (4', 4a', 4b') des Zylinders ein Druck einstellt, wobei der Arbeitsraum (4', 4a', 4b') über eine Druckleitung (13) mit einer Radbremse in Verbindung ist, wobei bei Ausfall der Antriebsvorrichtung (5c, 6, 7, 7a) die Betätigungseinrichtung den Kolben (1) verstellt, gekennzeichnet durch: einen Stromsensor (23) zur Messung eines Stroms des Elektromotors, wobei die Steuer- und Regeleinrichtung (22) dazu ausgebildet ist, entsprechend einer Verstärkerkennlinie eine stromproportionale Drucksteuerung vorzunehmen, wobei unter Verwendung des Stromsensors (23) eine Position des Kolbens angefahren wird, die einem bestimmten Druck entspricht.Brake system, an actuating device (30), namely a brake pedal, a pedal travel sensor (38) for detecting a pedal travel of the brake pedal and a control and regulating device (22), wherein the control and regulating device (22) taking into account the detected pedal travel, a drive device (5c, 6, 7, 7a) with an electric motor (8), wherein the drive device (5c, 6, 7, 7a) adjusts a piston (1, 1a) of a piston-cylinder system via a non-hydraulic transmission device, so that in the working space (4 ', 4a', 4b ') of the cylinder, a pressure is established, wherein the working space (4', 4a ', 4b') via a pressure line (13) with a wheel brake in conjunction, said in case of failure the drive device (5c, 6, 7, 7a) the actuating device adjusts the piston (1), characterized by: a current sensor (23) for measuring a current of the electric motor, wherein the control and regulating device (22) is designed according to a Amplifiers Characteristic curve to perform a current-proportional pressure control, wherein using the current sensor (23) a position of the piston is approached, which corresponds to a certain pressure.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsanlage, eine Betätigungseinrichtung, insbesondere ein Bremspedal, und eine Steuer- und Regeleinrichtung aufweisend, wobei die Steuer- und Regeleinrichtung anhand der Bewegung und/oder Position der Betätigungseinrichtung eine elektromotorische Antriebsvorrichtung steuert, wobei die Antriebsvorrichtung einen Kolben eines Kolben-Zylinder-Systems über eine nicht-hydraulische Getriebevorrichtung verstellt, so dass sich im Arbeitsraum des Zylinders ein Druck einstellt, wobei der Arbeitsraum über eine Druckleitung mit einer Radbremse in Verbindung ist.The present invention relates to a brake system, an actuating device, in particular a brake pedal, and having a control and regulating device, wherein the control and regulating device based on the movement and / or position of the actuating device controls an electric motor drive device, wherein the drive device comprises a piston of a piston Adjusted cylinder system via a non-hydraulic transmission device, so that sets in the working space of the cylinder, a pressure, wherein the working space via a pressure line with a wheel brake is in communication.

Stand der Technik:State of the art:

Moderne Bremsanlagen bestehen aus Bremskraftverstärkung, d. h. Umsetzung der Pedalkraft in ein entsprechendes verstärktes Bremsmoment an den Radbremsen und Bremskraftregelung über offene oder geschlossene Regel- und Steuerkreise. Als Übertragungsmittel zur Erzeugung des Bremsdruckes aus der Pedalkraft wird bis auf wenige Ausnahmen im PKW-Bereich die hydraulische Leitung eingesetzt.Modern brake systems consist of brake booster, d. H. Implementation of the pedal force in a corresponding increased braking torque at the wheel brakes and braking force control over open or closed control and control circuits. As a transfer means for generating the brake pressure from the pedal force, the hydraulic line is used with a few exceptions in the car area.

Weit verbreitet ist eine Aufteilung in Baueinheiten zwischen Bremskraftverstärkung (BKV) oder Bremskraftsteuerung und Bremskraftregelung in einer Hydraulikeinheit (HE). Diese Konfiguration wird vorwiegend eingesetzt bei Systemen wie Antiblockiersystem (ABS), Antischlupfsystem (ASR), Elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) oder auch elektrohydraulischer Bremse (EHB).Widely used is a division into units between brake booster (BKV) or brake force control and braking force control in a hydraulic unit (HE). This configuration is mainly used in systems such as Anti-lock Braking System (ABS), Anti-Slip System (ASR), Electronic Stability Program (ESP) or Electro-Hydraulic Brake (EHB).

Die Hydraulikeinheit (HE) besteht aus Magnetventilen, Mehrkolbenpumpen für 2-Kreis-Bremssyteme, Elektromotor zum Pumpenantrieb, hydraulischem Speicher und mehreren Druckgebern. Die Druckregelung erfolgt in der Weise, dass zur Bremsmomentreduzierung Druckmittel über Magnetventile aus den Radbremsen in einen Speicher abgelassen wird und von der Pumpe in den Hauptbremszylinder zurückgepumpt wird, was eine Pedalbewegung bewirkt. Sowohl Druckanstieg als auch -abfall wird über Magnetventile gesteuert, bei der teilweise Druckgeber für die Magnetventilsteuerung verwendet werden. Außer bei der EHB erfolgt die Bremskraftverstärkung mit dem Vakuum-BKV, welcher teilweise Schaltmittel und Sensoren beinhaltet zur sog. Bremsassistentfunktion und auch zur Erkennung des sog. Ansteuerpunktes. Als Energiequelle für das Vakuum wird bei Ottomotoren der Verbrennungsmotor genutzt, der aber als Direkteinspritzer, insbesondere bei größerer Höhe, nur noch ein schwaches Vakuum liefert. Bei Dieselmotoren wird eine mechanische oder elektrisch angetriebene Vakuumpumpe eingesetzt. Neueste ESP-Systeme sind in der Lage, durch Schaltung der Magnetventile und Pumpe eine zusätzliche Bremskraftverstärkung oder bei Ausfall des BKV eine Bremskraftverstärkung mit größerer Zeitkonstante zu erzielen. Die Beschreibung dieser Systeme und Funktionen ist ausführlich im Bremsenhandbuch Vieweg Verlag, Ausgabe 2003, beschrieben.The hydraulic unit (HE) consists of solenoid valves, multi-piston pumps for 2-circuit brake systems, electric motor for pump drive, hydraulic accumulator and several pressure transmitters. The pressure control is carried out in such a way that for braking torque reduction pressure medium is discharged via solenoid valves from the wheel brakes in a memory and is pumped back from the pump in the master cylinder, causing a pedal movement. Both pressure increase and decrease is controlled by solenoid valves, where partial pressure transmitters are used for the solenoid valve control. Except for the EHB, the brake boosting takes place with the vacuum BKV, which partly includes switching means and sensors for the so-called brake assist function and also for the detection of the so-called control point. As an energy source for the vacuum gasoline engines of the internal combustion engine is used, but as a direct injection, especially at higher altitude, only a weak vacuum. In diesel engines, a mechanical or electrically driven vacuum pump is used. Latest ESP systems are able to achieve an additional brake boost by switching the solenoid valves and the pump or, if the BKV fails, to achieve a brake boost with a larger time constant. The description of these systems and functions is described in detail in the Brake Manual Vieweg Verlag, Edition 2003.

Mitte der 1980er Jahre wurde von Teves das sog. Mark II und von Bosch das ABS3 eingesetzt, welche als integrierte Einheiten alle Komponenten für Bremskraftverstärkung und Regelung beinhalteten mit hydraulischem BKV, s. Kraftfahrtechnisches Handbuch Bosch 1986, 20. Auflage. Aus Kostengründen haben sich diese Systeme nicht durchgesetzt, bis auf die Anwendung bei Sonderschutzfahrzeugen. Dasselbe gilt für voll elektrische Bremssysteme, sog. EMB, mit E-Motoren an den Radbremsen, die intensiv in Verbindung mit dem 42-V-Bordnetz entwickelt wurden. Neben den Mehrkosten ist hier ein neues redundantes Bordnetz für die Energieversorgung notwendig, um im Fehlerfall die Bremsfähigkeit eines Bremskreises sicherzustellen.In the mid-1980s Teves used the so-called Mark II and Bosch the ABS3, which as integrated units included all components for brake booster and control with hydraulic BKV, s. Automotive Manual Bosch 1986, 20th edition. For cost reasons, these systems have not enforced, except for the use of special protection vehicles. The same applies to fully electric braking systems, so-called EMB, with electric motors on the wheel brakes, which were developed intensively in conjunction with the 42 V vehicle electrical system. In addition to the additional costs, a new redundant on-board network for the energy supply is necessary to ensure the braking capability of a brake circuit in the event of a fault.

Zur Gattung der EMB-Systeme zählt auch die Keilbremse mit elektromotorischem Antrieb. Hierfür ist ebenfalls ein redundantes Bordnetz trotz des geringeren Energiebedarfes notwendig. Die konstruktive Realisierung der Keilbremse, welche aus Hysteresegründen zusätzliche Rollen benötigt, welche eine Integration in den Bremssattel erfordern, ist im Augenblick nicht gelöst. Die Keilbremse mit ihren elektromotorischen Antrieben mit Sensoren muss den harten Umgebungsbedingungen (Staub, Wasser, hohe Temperaturen) standhalten.The type of EMB systems also includes the wedge brake with electric motor drive. For this purpose, a redundant electrical system is also necessary despite the lower energy consumption. The constructive realization of the wedge brake, which requires additional roles for hysteresis reasons, which require integration into the caliper, is not solved at the moment. The wedge brake with its electromotive drives with sensors must withstand the harsh environmental conditions (dust, water, high temperatures).

Die Systeme für BKV und HE sind sehr weit entwickelt, insbesondere die Steuer- und Regelfunktionen für ABS bis ESP. Z. B. ist durch die druckgeführte Steuerung der Magnetventile eine sehr feine Dosierung des Bremsdruckes möglich, mit dem auch eine variable Bremskraftabstimmung EBV möglich ist. Die Druckabbaugeschwindigkeit ist noch nicht optimal, da sie stark nichtlinear ist. Außerdem wird bei einem µ-Sprung oder bei kleinem Reibbeiwert die Druckabbaugeschwingkeit durch die relative geringe Pumpleistung bestimmt, was zu großen Regelabweichungen führt und damit einen Bremswegverlust zur Folge hat.The systems for BKV and HE are very well developed, especially the control and regulation functions for ABS up to ESP. For example, by the pressure-controlled control of the solenoid valves, a very fine dosing of the brake pressure is possible, with the variable braking force EBV is also possible. The pressure decay rate is not yet optimal because it is highly nonlinear. In addition, with a μ-jump or with a small coefficient of friction, the pressure drop sensitivity is determined by the relatively low pump power, which leads to large control deviations and thus results in a braking distance loss.

Ein gattungsgemäßes Bremssystem ist aus der DE 33 42 552 A1 bekannt. Bei diesem Bremssystem dient der Hauptbremszylinder zur Erzeugung eines pedalabhängigen Drucks, der als Führungsgröße für eine elektronische Steuer- und Regeleinrichtung dient, welche den Ausgangsdruck einer unmittelbar mit dem Bremskreis verbundenen elektrohydraulischen Servoeinrichtung auf einen durch die Führungsgröße bestimmten Wert regelt. Bei Ausfall der Regeleinrichtung oder der Servoeinrichtung selbst wird der Druck im Bremskreis vom Hauptzylinder erzeugt. Anstelle der im Normalbetrieb mittels des Hauptbremszylinders erzeugten Führungsgröße, ist es möglich, eine im Rahmen eines Antiblockiersystems oder im Rahmen einer Schlupfregelung der Antriebsregelung des Kraftfahrzeuges erzeugte Führungsgröße auf die elektronische Steuer- und Regeleinrichtung und somit auf die elektrohydraulische Servoeinrichtung einwirken lassen. Die Servoeinrichtung weist eine elektrisch betätigte hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit auf, deren Arbeitsraum mit dem Bremskreis in Verbindung steht und deren Kolben mittels eines Elektromotors axial verstellbar ist. Die Drehbewegung des Elektromotors wird dabei über eine mit dem Kolben verbundene Spindel in eine Längsbewegung des Kolbens umgesetzt.A generic brake system is from the DE 33 42 552 A1 known. In this brake system, the master cylinder is used to generate a pedal-dependent pressure, which is used as a reference variable for an electronic control and regulating device is used, which regulates the output pressure of an electrohydraulic servo device connected directly to the brake circuit to a value determined by the reference variable. In case of failure of the control device or the servo device itself, the pressure in the brake circuit is generated by the master cylinder. Instead of the reference variable generated in the normal mode by means of the master brake cylinder, it is possible for a reference variable generated as part of an anti-lock braking system or as part of a slip control of the drive control of the motor vehicle to act on the electronic control and regulating device and thus on the electrohydraulic servo device. The servo device has an electrically actuated hydraulic piston-cylinder unit whose working space communicates with the brake circuit and whose piston is axially adjustable by means of an electric motor. The rotational movement of the electric motor is thereby converted via a spindle connected to the piston in a longitudinal movement of the piston.

Aus WO2004/005095 A1 ist eine Bremsanlage vorbekannt, bei der ein Elektromotor über einen Spindelantrieb die Kolben eines Kolbenzylindersystems antreibt. Die Kolben sind dabei nicht mit der Spindel fest gekoppelt, so dass die maximale Kolbengeschwindigkeit beim Zurückfahren der Spindel und damit die maximale Druckabbaugeschwindigkeit von der Stärke der Druckfedern im Kolbenzylindersystem bestimmt ist. Der einzustellende Bremsdruck in den Radbremsen wird mittels eines Drucksensors ermittelt, wobei der Druck die Regelgröße der Bremsdruckregelung ist.Out WO2004 / 005095 A1 a brake system is previously known, in which an electric motor drives the piston of a piston-cylinder system via a spindle drive. The pistons are not firmly coupled to the spindle, so that the maximum piston speed during retraction of the spindle and thus the maximum pressure reduction speed is determined by the strength of the compression springs in the piston-cylinder system. The brake pressure to be set in the wheel brakes is determined by means of a pressure sensor, wherein the pressure is the controlled variable of the brake pressure control.

Die DE 3723916 A1 zeigt eine Bremsanlage mit einem hydraulischen Bremskraftverstärker, welcher neben der reinen Bremskraftverstärkung auch die ABS-Funktion realisiert. In der Druckleitung, welche das Kolbenzylindersystem und die jeweilige Radbremse verbindet ist jeweils nur ein Ventil angeordnet, welches zum Ändern des Druckes in der Radbremse geöffnet und zum Halten des Radbremsendruckes geschlossen ist. Auch bei dieser Bremsdruckregelung ist der Druck die Regelgröße.The DE 3723916 A1 shows a brake system with a hydraulic brake booster, which also realizes the ABS function in addition to the pure brake boosting. In the pressure line, which connects the piston-cylinder system and the respective wheel brake only one valve is arranged in each case, which is open to change the pressure in the wheel brake and closed to hold the wheel brake pressure. Even with this brake pressure control, the pressure is the control variable.

Aus DE 195 00544 A1 ist ein elektronisch regelbares Bremsbetätigungssystem für blockiergeschützte Kraftfahrzeugbremsanlagen vorbekannt, bei dem mittels eines Bremspedals ein Hauptbremszylinder betätigbar ist. Mittels eines Sensors wird der Betätigungsweg des Bremspedals ermittelt, welcher eine Eingangsgröße für eine Steuereinheit darstellt, welche mehrere Bremsdruckgeber ansteuert, an welche die Fahrzeugbremsen direkt oder über Magnetventile mittels Hydraulikleitungen angeschlossen sind. Die Verbindung der Hydraulikleitungen zu dem Hauptbremszylinder ist durch eine Ventileinrichtung absperrbar. Um eine Erhöhung der Funktionssicherheit, insbesondere bei einem elektrischen Defekt bzw. Ausfall der Fahrzeugelektronik zu erreichen, kann der Kolben des Hauptbremszylinders in der Rückfallebene direkt mittels des Bremspedals zum Druckaufbau in den Radbremsen verstellt werden, wobei hierzu die Ventileinrichtung geöffnet ist. Die Bremsdruckgeber weisen jeweils einen elektrischen Antrieb auf, welcher einen Kolben in einem Zylinder verstellt, so dass sich im Bremskreis ein Druck einstellt, welcher mittels eines Drucksensors ermittelt wird und der Steuereinheit als Eingangsgröße zugeführt wird. Der Druck ist auch bei dieser Bremsdruckregelung die Regelgröße. Eine ähnlich arbeitende Bremsanlage ist aus DE 4239386 A1 vorbekannt.Out DE 195 00544 A1 is an electronically controllable brake actuation system for anti-lock motor vehicle brake systems previously known, in which by means of a brake pedal, a master cylinder is actuated. By means of a sensor, the actuating travel of the brake pedal is determined, which represents an input variable for a control unit, which controls a plurality of brake pressure generator, to which the vehicle brakes are connected directly or via solenoid valves by means of hydraulic lines. The connection of the hydraulic lines to the master cylinder can be shut off by a valve device. In order to achieve an increase in functional reliability, in particular in the case of an electrical defect or failure of the vehicle electronics, the piston of the master brake cylinder can be adjusted in the fallback level directly by means of the brake pedal to build up pressure in the wheel brakes, for which purpose the valve device is opened. The brake pressure generators each have an electric drive, which adjusts a piston in a cylinder, so that a pressure is set in the brake circuit, which pressure is determined by means of a pressure sensor and fed to the control unit as an input variable. The pressure is also the control variable with this brake pressure control. A similarly working brake system is off DE 4239386 A1 previously known.

Aus DE 4445975 A1 ist eine Bremsanlage für Kraftfahrzeuge bekannt, bei der der Bremsdruck in einer Radbremse mittels eines elektromotorisch angetriebenen Kolbens eines Kolben-Zylinder-Systems eingeregelt wird, wobei auch bei dieser Bremsanlage ein Drucksensor zur Messung der Regelgröße vorgesehen ist. Zum Halten des Bremsdrucks in der Radbremse dient ein 2/2-Wegventil, mittels dem die Hydraulikleitung zwischen dem Kolben-Zylinder-System und der Radbremse absperrbar ist.Out DE 4445975 A1 a brake system for motor vehicles is known in which the brake pressure is adjusted in a wheel brake by means of an electric motor-driven piston of a piston-cylinder system, wherein also in this brake system, a pressure sensor for measuring the controlled variable is provided. To hold the brake pressure in the wheel brake is a 2/2-way valve, by means of which the hydraulic line between the piston-cylinder system and the wheel brake is shut off.

DE 10318401 A1 offenbart eine motorgetriebene Fahrzeugbremsvorrichtung, bei der die Stellung des Bremspedals mittels eines Wegsensors ermittelt und an eine Steuereinheit übermittelt wird. Die Steuereinheit steuert in Abhängigkeit des Fahrzustandes und der Bremspedalstellung einen elektromotorischen Antrieb eines Kolben-Zylinder-Systems, welches zum Druckaufbau in den Bremskreisen dient. Eine mechanische Verbindung zwischen dem Kolben des Kolben-Zylinder-Systems und des Bremspedals ist nicht vorgesehen, so dass in der Rückfallebene kein Druck in den Radbremsen mittels des Bremspedals aufbaubar ist. Mittels den jeweiligen Radbremsen zugeordneten Ein- und Auslassventilen wird der Druck in den Radbremsen eingeregelt. DE 10318401 A1 discloses a motor-driven vehicle brake device, wherein the position of the brake pedal is determined by means of a displacement sensor and transmitted to a control unit. The control unit controls depending on the driving condition and the brake pedal position, an electric motor drive of a piston-cylinder system, which serves to build up pressure in the brake circuits. A mechanical connection between the piston of the piston-cylinder system and the brake pedal is not provided, so that in the fallback level no pressure in the wheel brakes can be built up by means of the brake pedal. By means of the respective wheel brakes associated intake and exhaust valves, the pressure in the wheel brakes is adjusted.

DE 19936433 A1 und DE 10057557 A1 offenbaren Bremsanlagen bei denen auf den von Bremspedal verstellbaren Kolben des Hauptbremszylinders mittels elektromagnetischer Antriebe eine unterstützende Kraft aufbringbar ist. Auch bei diesen Bremsanlagen ist der Druck im Hauptbremszylinder die Regelgröße des Bremsdruckregelvorganges. DE 19936433 A1 and DE 10057557 A1 disclose brake systems in which a supportive force can be applied to the brake pedal adjustable piston of the master cylinder by means of electromagnetic drives. Even in these brake systems, the pressure in the master cylinder is the control variable of the brake pressure control process.

Aufgabe der Erfindung Object of the invention

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein neuartige Bremsanlage bereitzustellen, die klein und kompakt in ihren Abmessungen ist.The present invention has the object to provide a novel brake system that is small and compact in size.

Diese Aufgabe wird vorteilhaft durch eine Bremsanlage mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Bremsanlage nach Anspruch 1 ergeben sich durch die Merkmale der Unteransprüche.This object is advantageously achieved by a brake system with the features of claim 1. Further advantageous embodiments of the brake system according to claim 1 result from the features of the subclaims.

Das erfindungsgemäße Bremssystem zeichnet sich vorteilhaft dadurch aus, dass es die Bremskraftverstärkung und die Servoeinrichtung auf kleinsten Raum pro Bremskreis mittels lediglich einer Kolben-Zylinder-Einheit realisiert. Die Kolben-Zylinder-Einheit dient gleichsam für den Bremsdruckaufbau und Bremsdruckabbau, zur Realisierung der ABS- und Antischlupfregelung sowie bei Ausfall der Energieversorgung oder Fehlfunktion der Antriebsvorrichtung. Somit ergibt sich vorteilhaft eine kleine integrierte und kostengünstige Baueinheit für die Bremskraftverstärkung (BKV) und Regelung, womit eine Einsparung von Bauraum, Montagekosten und zusätzlichen hydraulischen und Vakuum-Verbindungsleitungen einhergeht. Zudem wirkt aufgrund der kurzen Baulänge, vorteilhaft z.B. der Federdom bei einem Frontcrash nicht auf den Hauptzylinder und das Pedalwerk ein.The brake system according to the invention is advantageously characterized in that it realizes the brake booster and the servo device in the smallest space per brake circuit by means of only one piston-cylinder unit. The piston-cylinder unit serves as it were for the brake pressure build-up and brake pressure reduction, to realize the ABS and traction control and in case of failure of the power supply or malfunction of the drive device. Thus, advantageously results in a small integrated and cost-effective assembly for the brake booster (BKV) and control, which is associated with a saving of space, installation costs and additional hydraulic and vacuum connecting lines. In addition, due to the short length, advantageously acts e.g. the spring dome in a frontal crash not on the master cylinder and the pedal unit.

Durch das vorteilhafte Vorsehen einer Sensorik sowie eines Wegsimulators, kann eine variable Pedalcharakteristik wie Brake-by-wire-Funktion, d.h. Bremsdruckanstieg unabhängig von Pedalbetätigung frei variabel, auch unter Berücksichtigung der Bremswirkung des Generators bei rekuperierbaren Bremsen, eingeregelt werden.By advantageously providing a sensor and a path simulator, a variable pedal characteristic such as brake-by-wire function, i. Brake pressure increase independent of pedal operation freely variable, also taking into account the braking effect of the generator with recuperable brakes, be adjusted.

Ferner erfolgt bei der entsprechenden Ausführung kein nachteiliges Durchfallen des Bremspedals bei Ausfall des Antriebs, da das Pedal direkt auf den Kolben des Systems wirkt. Vorteilhaft ergeben sich hierdurch gleichfalls geringere Pedalkräfte bei Ausfall der Energieversorgung, da die Kolben eine kleinere Wirkfläche haben als konventionelle Hauptbremszylinder. Dies ist möglich durch Trennung des Kolbenweges bei intakter und ausgefallener Verstärkung. Man spricht hier von einem Übersetzungssprung, der die Pedalkraft für dieselbe Bremswirkung um bis zu 40 % reduziert. Durch die Reduzierung des Gesamtaufwandes einschließlich der elektrischen Anschlüsse, ergibt sich zudem vorteilhaft eine Reduzierung der Ausfallrate.Furthermore, in the corresponding embodiment, no adverse falling through of the brake pedal in case of failure of the drive, since the pedal acts directly on the piston of the system. Advantageously, this also results in lower pedal forces in case of failure of the power supply, since the pistons have a smaller effective area than conventional master cylinder. This is possible by separating the piston travel with intact and failed gain. This is referred to as a translation jump that reduces the pedal force by up to 40% for the same braking effect. By reducing the total effort including the electrical connections, also results in a favorable reduction of the failure rate.

Durch den elektromotorischen Antrieb ist weiterhin eine Verbesserung der ABS/ESP Regelung durch fein dosierte Drucksteuerung mit variablen Druckanstiegs- und insbesondere Druckabfallsgeschwindigkeiten realisierbar. Auch ist eine Druckabsenkung unter 1 bar im Bereich des Vakuums für Funktion bei kleinsten Reibkraftbeiwerten, z. B. nassem Eis, möglich. Ebenso ist ein schneller Druckanstieg bei Bremsbeginn z.B. 0 - 100 bar in weniger als 50 ms erzielbar, was eine erhebliche Bremswegverkürzung zur Folge hat.By the electric motor drive an improvement of the ABS / ESP control by finely metered pressure control with variable pressure increase and in particular pressure drop rates is further feasible. Also, a pressure reduction below 1 bar in the range of the vacuum for function at the smallest Reibkraftbeiwerten, z. As wet ice, possible. Likewise, a rapid increase in pressure at the onset of braking, e.g. 0 - 100 bar achievable in less than 50 ms, which has a significant Bremswegverkürzung result.

Durch das vorteilhafte Vorsehen eines 2/2-Wegeventils für die Bremskraftverstärkung und die Regelfunktion benötigt die erfindungsgemäße Bremsanlage erheblich weniger Energie.Due to the advantageous provision of a 2/2-way valve for the brake booster and the control function, the brake system according to the invention requires considerably less energy.

Es ist ferner möglich, für jeden Bremskreis oder jede Radbremse ein eigenes Kolben-Zylinder-System mit jeweils dazugehörigem Antrieb vorzusehen. Ebenso ist es möglich, ein Kolben-Zylinder-System zu verwenden, bei dem zwei Kolben in einem Zylinder axial verschieblich angeordnet sind, wobei die Zylinder hydraulisch gekoppelt sind und lediglich ein Kolben mechanisch von der Antriebsvorrichtung elektromotorisch angetrieben ist.It is also possible to provide for each brake circuit or each wheel brake its own piston-cylinder system with each associated drive. It is also possible to use a piston-cylinder system in which two pistons are arranged axially displaceably in a cylinder, wherein the cylinders are hydraulically coupled and only one piston is mechanically driven by the drive device by an electric motor.

Nachfolgend werden verschiedene Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Bremsanlage anhand von Zeichnungen näher erläutert.Various embodiments of the brake system according to the invention will be explained in more detail with reference to drawings.

Es zeigen:

• 1 : Eine erste Ausführungsform einer Bremsanlage mit einem Bremskreis für zwei Radbremsen;
• 2: eine zweite Ausführungsform der Bremsanlage mit zwei Kolben-Zylinder-Systemen für zwei Bremskreise für jeweils zwei Radbremsen;
• 3: einen Wegsimulator für das erfindungsgemäße Bremssystem;
• 4: ein Kolben-Zylinder-System mit einem Zylinder und zwei Kolben;
• 5 und 5a: Verbindung zwischen Betätigungseinrichtung und Kolben-Zylinder-Systemen;
• 6: eine Seitenansicht der integrierten Baueinheit mit Gehäuse;
• 7: Kennlinien des Bremssystems;
• 8 und 8a: Kolbenantrieb über eine Kurbelschwinge
• 9: Kolbenantrieb über eine Spindel
• 10: Kolbenbetätigung mit überlagerter Pedalkraft

Show it:

• 1 A first embodiment of a brake system with a brake circuit for two wheel brakes;
• 2 a second embodiment of the brake system with two piston-cylinder systems for two brake circuits for each two wheel brakes;
• 3 : a path simulator for the brake system according to the invention;
• 4 : a piston-cylinder system with a cylinder and two pistons;
• 5 and 5a : Connection between actuator and piston-cylinder systems;
• 6 a side view of the integrated assembly with housing;
• 7 : Characteristics of the braking system;
• 8th and 8a : Piston drive via a rocker arm
• 9 : Piston drive via a spindle
• 10 : Piston actuation with superimposed pedal force

Die 1 zeigt einen Ausschnitt aus der integrierten Einheit, die für die Druckerzeugung bzw. Bremskraftverstärkung zuständig ist. Hierbei wird der Kolben 1 mit den üblichen Dichtungen 2 und 3 im Zylindergehäuse 4 parallel zum Kolben über eine speziell gestaltete Zahnstange 5a bewegt. Die Dichtung 2 ist so konzipiert, dass sie auch bei Unterdruck in der Kolbenkammer 4' abdichtet. Diese Zahnstange 5a überträgt die Kraft auf das vordere ballige Ende des Kolbens 1. Dieser hat an dieser Stelle einen Bundbolzen 1a, über den die Zahnstange 5a mit Rückstellfeder 9 den Kolben in die Ausgangsstellung bringt. Hier liegt die Zahnstange am Zylindergehäuse 4a an. Diese außenliegende Feder hat den Vorteil, dass der Zylinder kurz baut und wenig Totraum hat, was für die Entlüftung vorteilhaft ist. Die Zahnstange hat wegen der Querkräfte eine Lagerung in den Rollen 10 und 11 mit Gleitstück 12. Die 1 zeigt deutlich, dass die parallele Anordnung der Zahnstange zum Kolben eine kurze Baulänge bewirkt. Die Baueinheit muss sehr kurz bauen, um außerhalb der Crashzone zu sein. Die Zahnstange ist durch ein in 5a dargestelltes H-Profil sehr biegesteif. Die Anordnung der Rollen ist so gewählt, dass die Zahnstange in der Endstellung 5b (gestrichelt dargestellt) mit der größten Biegekraft durch die versetzt angreifende Druckkraft eine relativ kleine Biegelänge hat. Die Zahnstange wird über Zahnprofil 5a' und Zahnrad 6 über das Getrieberad 7 vom Ritzel des Motors 8 angetrieben. Dieser Motor mit kleiner Zeitkonstante ist vorzugsweise ein bürstenloser Motor als Glockenläufer mit eisenloser Wicklung oder vorzugsweise ein Motor entsprechend der PCT-Patentanmeldungen PCT/ EP2005/002440 und PCT/ EP2005/002441 . Dieser wird von den Endstufen 21 vorzugsweise über drei Stränge von einem Microcontroller (MC) 22 gesteuert. Hierfür misst ein Shunt 23 den Strom und ein Sensorsignal 24 und gibt die Position des Rotors und über entsprechende Zähler die Position des Kolbens an. Die Strom- und Positionsmessung wird neben der Motorsteuerung zur indirekten Druckmessung genutzt, da das Motormoment proportional zur Druckkraft ist. Hierfür muss im Fahrzeug bei Inbetriebnahme und auch während des Betriebs ein Kennfeld angelegt werden, in dem den verschiedenen Strömstärken die Position des Kolbens zugeordnet wird. Im Betrieb wird dann entsprechend der später beschriebenen Verstärkerkennlinie eine Position des Kolbens angefahren, die entsprechend dem Kennfeld einem bestimmten Druck entspricht. Stimmen Position und Motormoment nicht ganz überein, z. B. durch Temperatureinfluss, so wird das Kennfeld im Betrieb adaptiert. Dadurch wird das Kennfeld laufend adaptiert. Das Ausgangskennfeld wird gebildet aus vorzugsweise Druck-Volumen-Kennlinie der Radbremse, Motorkennwert, Getriebewirkungsgrad und Fahrzeugverzögerung. Mit letzterer kann eine pedalkraftproportionale Fahrzeugverzögerung erreicht werden, damit sich der Fahrer nicht auf unterschiedliche Bremswirkungen einstellen muss.The 1 shows a section of the integrated unit, which is responsible for the pressure generation or brake booster. This is the piston 1 with the usual seals 2 and 3 in the cylinder housing 4 parallel to the piston via a specially designed rack 5a emotional. The seal 2 is designed to work well under negative pressure in the piston chamber 4 ' seals. This rack 5a transfers the force to the front crowned end of the piston 1 , This has a collar bolt at this point 1a over which the rack 5a with return spring 9 puts the piston in the starting position. Here is the rack on the cylinder housing 4a on. This external spring has the advantage that the cylinder builds short and has little dead space, which is advantageous for the vent. The rack has a storage in the rollers because of the lateral forces 10 and 11 with slider 12 , The 1 clearly shows that the parallel arrangement of the rack to the piston causes a short length. The unit must build very short to be outside the crash zone. The rack is through a in 5a illustrated H-profile very rigid. The arrangement of the rollers is chosen so that the rack in the end position 5b (shown in dashed lines) with the greatest bending force by the offset attacking compressive force has a relatively small bending length. The rack is about tooth profile 5a ' and gear 6 over the gear wheel 7 from the pinion of the engine 8th driven. This small time constant motor is preferably a brushless motor as a bell tower with an ironless winding or preferably a motor according to the PCT patent applications PCT / EP2005 / 002440 and PCT / EP2005 / 002441 , This one is from the power amplifiers 21 preferably over three strands of a microcontroller (MC) 22 controlled. For this a shunt measures 23 the current and a sensor signal 24 and indicates the position of the rotor and, via corresponding counters, the position of the piston. The current and position measurement is used in addition to the engine control for indirect pressure measurement, since the engine torque is proportional to the pressure force. For this purpose, a map must be created in the vehicle during commissioning and also during operation, in which the position of the piston is assigned to the different flow rates. In operation, a position of the piston is then approached in accordance with the amplifier characteristic curve described later, which corresponds to a specific pressure according to the map. The position and engine torque are not exactly the same. B. by temperature influence, the map is adapted during operation. As a result, the map is constantly adapted. The output map is formed from preferably pressure-volume curve of the wheel brake, engine characteristic, transmission efficiency and vehicle deceleration. With the latter, a pedalkraftproportionale vehicle deceleration can be achieved so that the driver does not have to adjust to different braking effects.

Der Kolben 1 erzeugt in der Leitung 13 einen entsprechenden Druck, der über das 2/2-Magnetventil (MV) 14 zur Radbremse 15 bzw. über Magnetventil MV 16 zur Radbremse 17 gelangt. Diese vorbeschriebene Anordnung hat mehrere Vorteile. Anstelle der zwei kostengünstigen kleinen Magnetventile könnte eine weitere Kolben-Motoreinheit eingesetzt werden wie sie in 4 dargestellt ist. Dies bedeutet jedoch erheblich mehr Kosten, Gewicht und Bauraum.The piston 1 generated in the pipe 13 a corresponding pressure, which via the 2/2 solenoid valve (MV) 14 to the wheel brake 15 or via solenoid valve MV 16 to the wheel brake 17 arrives. This above-described arrangement has several advantages. Instead of the two inexpensive small solenoid valves, another piston engine unit could be used as in 4 is shown. However, this means considerably more cost, weight and space.

Es genügt, für jeden Bremskreis eine Kolben-Motoreinheit einzusetzen.It is sufficient to use a piston motor unit for each brake circuit.

Der zweite Vorteil ist der sehr kleine Energiebedarf und auch die Auslegung des Motors nur für Impulsbetrieb. Dieser wird erreicht, indem bei Erreichen des Sollwertes des Druckes bzw. Motormoments die Magnetventile geschlossen werden und der Motor anschließend nur noch mit geringer Stromstärke betrieben wird, bis vom Bremspedal ein neuer Sollwert vorgegeben wird. Damit wird der Energiebedarf bzw. die mittlere Leistung extrem klein. Z.B. würde bei einer herkömmlichen Auslegung bei einer Vollbremsung aus 100 km/h der Motor 3 einen hohen Strom aufnehmen. Entsprechend der Erfindung benötigt der Motor für den Kolbenweg nur ca. 0,05 s Strom, was 1,7 % ausmacht. Wenn die Werte auf die Leistung bezogen werden, so würde im herkömmlichen Fall das Bordnetz mit > 1000 W über mindestens 3 s belastet und beim vorgeschlagenen Impulsbetrieb nur ca. 50 W mittlerer Leistung. Eine noch größere Energieeinsparung ergibt sich bei einer Vollbremsung aus 250 km/h mit Bremszeiten bis zu 10 s auf trockener Straße. Zur Entlastung der Impulsbelastung des Bordnetzes kann hier ein Speicherkondensator 27 in der Stromversorgung verwendet werden, der auch entsprechend der Linie mit Pfeil für die weiteren Elektromotoren verwendet werden kann.The second advantage is the very low energy requirement and the design of the motor only for pulsed operation. This is achieved by the solenoid valves are closed when the set value of the pressure or engine torque and the engine is then operated only with low amperage until the brake pedal is given a new setpoint. Thus, the energy requirement or the average power is extremely small. For example, in a conventional design with a full braking from 100 km / h of the engine 3 to absorb a high current. According to the invention, the motor requires only about 0.05 s of current for the piston travel, which is 1.7%. If the values are related to the power, then in the conventional case, the electrical system would be loaded with> 1000 W for at least 3 s and in the proposed pulse mode only about 50 W average power. An even greater energy saving results from a full braking of 250 km / h with braking times up to 10 s on a dry road. To relieve the pulse load of the electrical system can here a storage capacitor 27 be used in the power supply, which can also be used according to the line with arrow for the other electric motors.

In der Druckleitung 13 können vor oder nach dem Magnetventil Druckgeber eingesetzt werden, welche nicht dargestellt sind, da diese dem Stand der Technik entsprechen. In the pressure line 13 can be used before or after the solenoid pressure transducer, which are not shown, since these correspond to the prior art.

Der Kolben 1 wird über das Schnüffelloch mit Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 18 versorgt. In dieser Leitung ist ein Magnetventil 19 eingeschaltet. Erfolgt eine schnelle Kolbenbewegung zur Druckreduzierung, so könnte die Dichtung 3 insbesondere bei kleinen Drücken Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter nachschnüffeln, was bekannter weise nachteilig ist. Hierzu wird das Niederdruck-Magnetventil 19 eingeschaltet und die Verbindung zum Vorratsbehälter unterbrochen. Mit dieser Schaltung kann auch Unterdruck in den Radkreisen 15/17 erzielt werden, was der Radregelung bei sehr kleinen Reibbeiwerten z. B. auf nassem Eis zugute kommt, da in der Radbremse kein Bremsmoment erzeugt wird. Andererseits kann das Nachschnüffeln bei Dampfblasenbildung bewusst genutzt werden, bei der der Kolben bereits am Anschlag ist ohne dass der entsprechende Druck erreicht ist. Hierbei werden die Kolben mit den Magnetventilen entsprechend gesteuert, so dass der oszillierende Kolben Druck aufbaut. Beim Verzicht auf diese Funktion kann an Stelle des Magnetventils 19 eine schnüffelfeste Dichtung 3 eingesetzt werden.The piston 1 gets over the breather hole with liquid from the reservoir 18 provided. In this line is a solenoid valve 19 switched on. If a quick piston movement to reduce pressure, so could the seal 3 sniff out liquid from the reservoir, especially at low pressures, which is known to be detrimental. For this purpose, the low-pressure solenoid valve 19 switched on and the connection to the reservoir interrupted. With this circuit can also be negative pressure in the Radkreisen 15 / 17 be achieved what the wheel control at very low friction coefficients z. B. benefits on wet ice, since in the wheel brake no braking torque is generated. On the other hand, the Nachschnüffeln be used consciously in vapor bubble formation, in which the piston is already at the stop without the appropriate pressure is reached. Here, the pistons are controlled in accordance with the solenoid valves, so that the oscillating piston builds pressure. When dispensing with this feature may be in place of the solenoid valve 19 a sniff-proof seal 3 be used.

Die Magnetventile 14, 16, 19 werden über Endstufen 28 vom Microcontroller 22 gesteuert.The solenoid valves 14 . 16 . 19 are about power amplifiers 28 from the microcontroller 22 controlled.

Bei Ausfall der Energieversorgung oder des Elektromotors wird der Kolben von einem Hebel 26 der Betätigungseinrichtung bewegt. Zwischen diesem und dem Kolben ist ein Spiel eingebaut, das verhindert, dass bei schneller Pedalbetätigung der Hebel auf den Kolben auftrifft, bevor der Motor den Kolben bewegt.In case of failure of the power supply or the electric motor, the piston of a lever 26 the actuator moves. Between this and the piston, a clearance is built in, which prevents the lever from striking the piston during rapid pedaling, before the engine moves the piston.

Die Regelfunktion bezüglich Radgeschwindigkeit und Raddruck bei ABS / ASR oder Gierrate und Raddruck bei ESP wurde in verschiedenen Publikationen dargestellt, so dass auf eine erneute Beschreibung verzichtet wird. In einer Tabelle sollen die wesentlichen Funktionen des neuen Systems gezeigt werden: Druck Druck Funktionen Elektromotor Radbremse 15 Magnetventil 14 Radbremse 17 Magnetventil 15 1 1 BKV Ein Aufbau 0 Aufbau 0 teilbestromt P = konstant 1 P = konstant 1 teilbestromt Abbau 0 Abbau 0 Bremsregelung Ein Aufbau 0 Aufbau 0 teilbestromt P = konstant 1 P = konstant 0 Ein Aufbau 0 P = konstant 1 teilbestromt Abbau 0 P = konstant 1 teilbestromt Abbau 0 Abbau 0 The control function with respect to wheel speed and wheel pressure in ABS / ASR or yaw rate and wheel pressure in ESP has been presented in various publications, so that a renewed description is omitted. In a table the essential functions of the new system are shown: print print features electric motor Wheel brake 15 Solenoid valve 14 Wheel brake 17 Solenoid valve 15 1 1 BKV On construction 0 construction 0 teilbestromt P = constant 1 P = constant 1 teilbestromt reduction 0 reduction 0 brake control On construction 0 construction 0 teilbestromt P = constant 1 P = constant 0 On construction 0 P = constant 1 teilbestromt reduction 0 P = constant 1 teilbestromt reduction 0 reduction 0

Die Höhe der Teilbestromung richtet sich nach der von dem BKV oder der Bremsregelung gewünschten Druckanstiegs- oder Abbaugeschwindigkeit. Entscheidend ist hierfür eine extrem kleine Zeitkonstante des Elektromotors, d. h. ein zeitlich schneller Momentanstieg und Momentreduzierung über kleine bewegliche Massen des gesamten Antriebs, da die Kolbengeschwindigkeit die Druckänderungsgeschwindigkeit bestimmt. Zusätzlich ist für eine Bremsregelung eine schnelle und genaue Positionsregelung der Kolben notwendig. Bei der schnellen Momentenreduzierung wirkt zusätzlich die von den Bremssattel herrührende Druckkraft unterstützend, welche aber bei kleinen Drücken gering ist. Aber gerade hier soll auch die Druckabfallgeschwindigkeit groß sein, um große Regelabweichungen von der Radgeschwindigkeit auf z. B. Eis zu vermeiden.The amount of partial energization depends on the desired pressure increase or decrease speed of the BKV or the brake control. Decisive for this is an extremely small time constant of the electric motor, d. H. a temporally rapid increase in torque and torque reduction over small moving masses of the entire drive, since the piston speed determines the pressure change rate. In addition, brake control requires fast and accurate position control of the pistons. In the case of rapid torque reduction, the compressive force resulting from the caliper also has a supporting effect, which is low at low pressures. But just here, the pressure drop speed should be large to large deviations from the wheel speed to z. As to avoid ice.

Bei diesem Konzept besteht ein entscheidender Vorteil gegenüber der herkömmlichen Drucksteuerung über Magnetventile, da die Kolbengeschwindigkeit die Druckänderungsgeschwindigkeit bestimmt. Z. B. ist bei kleinem Differenzdruck am Druckabbau bestimmenden Auslassventil der Durchfluss und damit die Druckabsenkungsgeschwindigkeit gering. Die Kolbeneinheit kann wie bereits erwähnt für jedes Rad getrennt mit und ohne Magnetventil eingesetzt werden. Um die Vorteile des geringen Energieverbrauches zu nutzen, müsste der Elektromotor mit einer schnellen elektromagnetischen Bremse erweitert werden, welche aber aufwändiger ist. Die gezeigte Ausführung mit einer Kolbeneinheit und zwei Magnetventilen ist vom Bauraum und den Kosten her zu bevorzugen. Regelungstechnisch gilt jedoch hier die Einschränkung, dass bei einem Druckabbau an einem Rad das andere Rad keinen Druck aufbauen kann. Da jedoch die Druckabbauzeit ca. < 10 % der Druckaufbauzeit im Regelzyklus beträgt, ist diese Einschränkung ohne nennenswerten Nachteil. Die Regelalgorithmen müssen entsprechend angepasst werden z.B. muss nach einer Phase konstanten Drucks von Öffnung des Magnetventils der Elektromotor mit einem Strom erregt werden, dem der passende Druck in der Radbremse gemäß der BKV-Kennlinie zugeordnet ist oder z.B. 20% höher ist als der vorausgegangene Blockierdruck im Regelzyklus. Alternativ kann z.B. auch während der Regelung ein adaptives Druckniveau eingesteuert werden, welches 20 % höher liegt als der höchste Blockierdruck der Achse oder des Fahrzeugs. Als Blockierdruck gilt der Druck, bei dem das Rad instabil in größerem Schlupf läuft.With this concept, there is a decisive advantage over the conventional pressure control via solenoid valves, since the piston speed determines the pressure change rate. For example, the flow and thus the pressure reduction rate is low at low differential pressure at the pressure-reducing outlet valve. As already mentioned, the piston unit can be used separately for each wheel with and without a solenoid valve. To take advantage of the low energy consumption, the electric motor would have to be extended with a fast electromagnetic brake, which is more complex. The embodiment shown with a piston unit and two solenoid valves is preferable from the installation space and the cost. Regulatory, however, the restriction applies here that at a Pressure reduction on a wheel the other wheel can not build up pressure. However, since the pressure reduction time is approximately <10% of the pressure build-up time in the control cycle, this limitation is without significant disadvantage. The control algorithms must be adjusted accordingly, for example, after a phase of constant pressure opening of the solenoid valve, the electric motor must be energized with a current to which the appropriate pressure in the wheel brake according to the BKV characteristic is assigned or eg 20% higher than the previous blocking pressure in control cycle. Alternatively, it is also possible to control an adaptive pressure level, for example, which is 20% higher than the highest blocking pressure of the axle or of the vehicle during regulation. As blocking pressure is the pressure at which the wheel runs unstable in greater slippage.

Das Konzept bietet zusätzlich regelungstechnisch neue Möglichkeiten zur Druckabsenkung. Regelungstechnisch gilt, dass die Druckabsenkung und Bremsmomentreduzierung im Wesentlichen proportional zur Drehbeschleunigung des Rades, der Hysterese der Dichtung und umgekehrt proportional zum Trägheitsmoment des Rades sind. Aus diesen Werten kann jeweils der Betrag der erforderlichen Druckabsenkung berechnet werden und der Kolben kann bei geschlossenen MV bereits das entsprechende Volumen unter Berücksichtigung des beschriebenen Kennfeldes bereitstellen. Wenn dann das MV öffnet, erfolgt eine sehr schnelle Druckabsenkung praktisch in das Vakuum. Hierbei wird zugrunde gelegt, dass das MV durch entsprechende Öffnungsquerschnitte im Gegensatz zu heutigen Lösungen eine kleinere Drosselwirkung besitzt. Hierbei kann der Druckabbau schneller als bei konventionellen Lösungen über ein speziell bereitgestelltes Kammervolumen entsprechend der Druckvolumenkennlinie erfolgen. Alternativ ist eine Druckabsenkung in ein Kammervolumen, welches geringfügig größer als der notwendige Druckabbau ist, möglich, z.B. durch entsprechende Verstellgeschwindigkeit des Kolbens. Zur genauen Regelung des Druckabbaus ist hier eine sehr kleine Schaltzeit zum Schließen des Magnetventils notwendig, was vorzugsweise durch Vorerregung und/oder Übererregung gelöst werden kann. Außerdem ist es für Spezialfälle der Regelung vorteilhaft, Magnetanker des 2/2 Magnetventils über bekannte PWM-Verfahren in eine Zwischenstellung zu bringen, um eine Drosselwirkung zu erzeugen.The concept also offers new control possibilities for pressure reduction. Control technology is that the pressure reduction and braking torque reduction are substantially proportional to the rotational acceleration of the wheel, the hysteresis of the seal and inversely proportional to the moment of inertia of the wheel. From these values, in each case the amount of the required pressure reduction can be calculated and the piston can already provide the corresponding volume in the case of closed MV taking into account the characteristic map described. Then, when the MV opens, there is a very rapid pressure drop practically in the vacuum. This is based on the assumption that the MV has a smaller throttling effect by means of corresponding opening cross-sections, in contrast to today's solutions. In this case, the pressure reduction can be faster than conventional solutions via a specially provided chamber volume corresponding to the pressure volume curve. Alternatively, it is possible to lower the pressure in a chamber volume which is slightly larger than the necessary pressure reduction, e.g. by appropriate adjustment speed of the piston. For precise control of the pressure reduction is here a very small switching time for closing the solenoid valve necessary, which can be preferably achieved by pre-energizing and / or overexcitation. In addition, it is advantageous for special cases of the control to bring the armature of the 2/2 solenoid valve via known PWM method in an intermediate position to produce a throttle effect.

Der sehr schnelle Druckabbau kann möglicherweise Druckschwingungen erzeugen, die auf das Rad zurückwirken. Um diese schädliche Wirkung zu vermeiden, kann der Kolbenweg als weitere Alternative entsprechend, z.B. 80% des erforderlichen Druckabbaus angesteuert werden (schneller Druckabbau). Die restlichen erforderlichen 20% des Druckabbaus können dann durch eine anschließend gesteuerte langsame Kolbenbewegung langsam geschehen oder bei der Alternative mit der Druckabbausteuerung über Magnetventile durch Taktung des Magnetventils und gestuften Abbau. So werden schädliche Radschwingungen vermieden. Der langsame Druckabbau kann so lange fortgesetzt werden, bis das Rad bei der ABS-Regelung wieder beschleunigt.The very rapid pressure reduction may possibly produce pressure oscillations, which react on the wheel. To avoid this detrimental effect, the piston path may be further selected as a further alternative, e.g. 80% of the required pressure reduction are controlled (rapid pressure reduction). The remaining required 20% of the pressure reduction can then be done slowly by a subsequently controlled slow piston movement or in the alternative with the Druckabbausteuerung via solenoid valves by timing the solenoid valve and stepped degradation. This avoids harmful wheel vibrations. The slow pressure reduction can be continued until the wheel accelerates again in the ABS control.

Damit sind sehr kleine Regelabweichungen der Radgeschwindigkeit möglich. Sinngemäß kann die oben beschriebene Methode auch auf den Druckaufbau angewendet werden. Die Geschwindigkeiten der Druckerhöhung können nach regelungstechnischen Kriterien optimiert werden. Damit kann das Ziel erreicht werden, dass das Rad in unmittelbarer Nähe des Reibkraftmaximums gebremst wird und so optimale Bremswirkung bei optimaler Fahrstabilität erreicht wird.This allows very small control deviations of the wheel speed. Analogously, the method described above can also be applied to the pressure build-up. The speeds of the pressure increase can be optimized according to control criteria. Thus, the goal can be achieved, that the wheel is braked in the immediate vicinity of the friction force maximum and so optimal braking effect is achieved with optimum driving stability.

Vorstehend wurden Spezialfälle der Regelung erwähnt, bei der eine Drosselwirkung vorteilhaft ist. Dies ist z.B. der Fall, wenn bei beiden Rädern gleichzeitig ein Druckabbau notwendig ist. Hier ist die Drosselwirkung vorteilhaft, bis der Stellkolben ein so großes Kammervolumen bereitgestellt hat, so dass von unterschiedlichem Druckniveau der dann anschließend schnelle Druckabbau in das Vakuum erfolgen kann. Ähnlich kann verfahren werden, d.h. wenn die Magnetventile im Ventilquerschnitt eine eingebaute Drossel haben und an beiden Radkreisen gleichzeitig Druckaufbau stattfinden soll. Der individuelle alternierende Druckaufbau ist jedoch zu bevorzugen wegen des dosierten Druckaufbaus mit Auswertung des Kennfeldes und geregelter Verstellgeschwindigkeit des Kolbens. Dasselbe alternierende Verfahren kann alternativ zu o.g. mit der Drosselwirkung für den Druckabbau angewandt werden. Als weitere Möglichkeit kann der Kolben bereits mit einem Regelsignal mit geringerer Ansprechschwelle als das Regelsignal für den Druckabbau zurückgefahren werden. Nach dem Stand der Technik ist dies das Signal, bei der der Regler eine Blockierneigung erkennt und das MV auf Druckhalten schaltet (siehe Bremsenhandbuch S. 52-53). Dieses Signal wird 5-10 ms vor dem Signal zum Druckabbau ausgegeben. Der vorgeschlagene schnelle Antrieb ist in der Lage, innerhalb von ca. 5ms ein Kammervolumen für 10 bar Druckabsenkung bereitzustellen.In the above, special cases of the control were mentioned in which a throttling effect is advantageous. This is e.g. the case when both wheels at the same time a pressure reduction is necessary. Here, the throttling effect is advantageous until the actuating piston has provided such a large chamber volume, so that the pressure can then subsequently be reduced rapidly to a vacuum from a different pressure level. The same procedure can be followed, i. if the solenoid valves in the valve cross-section have a built-in throttle and pressure build-up is to take place simultaneously on both wheel circuits. However, the individual alternating pressure build-up is to be preferred because of the metered pressure build-up with evaluation of the characteristic diagram and controlled adjustment speed of the piston. The same alternating method may alternatively be described above. be applied with the throttle effect for the pressure reduction. As a further possibility, the piston can already be moved back with a control signal with a lower threshold than the control signal for the pressure reduction. In the prior art, this is the signal where the controller detects a tendency to lock and turns the MV on to hold pressure (see the Brake Manual, p. 52-53). This signal is output 5-10 ms before the pressure reduction signal. The proposed fast drive is able to provide a chamber volume for 10 bar pressure reduction within about 5 ms.

Anhand der Kolbenstellung zum Druckabbau kann der Regler entscheiden, ob genügend Kammervolumen für den gleichzeitigen Druckabbau für beide Radbremsen bereit steht.Based on the piston position for pressure reduction, the controller can decide whether enough chamber volume is available for the simultaneous pressure reduction for both wheel brakes.

Diese Ausführungen zeigen, dass das Konzept mit dem schnellen und variabel geregelten elektromotorischen Kolbenantrieb und dem Magnetventil mit der Auswertung des Druckes und Kennfeldes ein hohes Potenzial für den Regler darstellt, was zusätzliche Bremswegverkürzungen und Fahrstabilität ermöglicht. These explanations show that the concept with the fast and variably controlled electromotive piston drive and the solenoid valve with the evaluation of the pressure and characteristic map represents a high potential for the controller, which enables additional braking distance shortening and driving stability.

Die 2 zeigt die gesamte integrierte Einheit für BKV und Regelfunktionen. Die Einheit besteht aus zwei Kolbeneinheiten mit zugehörigem Elektromotoren und Getrieben gem. 1 für zwei Bremskreise und vier Radbremsen. Die Kolbeneinheiten sind im Gehäuse 4 untergebracht. Dieses Gehäuse ist an der Stirnwand 29 befestigt.The 2 shows the entire integrated unit for BKV and control functions. The unit consists of two piston units with associated electric motors and gearbox acc. 1 for two brake circuits and four wheel brakes. The piston units are in the housing 4 accommodated. This housing is on the front wall 29 attached.

Das Bremspedal 30 überträgt die Pedalkraft und Bewegung über den Lagerbolzen 31 auf ein Gabelstück 32, welches über ein Kugelgelenk auf die Betätigungseinrichtung 33 wirkt. Diese hat einen zylinderförmigen Fortsatz 34 mit einer Stange 35.The brake pedal 30 transfers the pedal force and movement over the bearing pin 31 on a fork 32 , which via a ball joint on the actuator 33 acts. This has a cylindrical extension 34 with a pole 35 ,

Zylinder 34 und Stange 35 sind in einer Buchse 37 gelagert. Diese nimmt die Wegsimulatorfedern 36 und 36a auf, wobei eine Feder schwach und die andere Feder stark progressiv im Kraftanstieg wirkt. Der Wegsimulator kann auch aus noch mehr Federn oder Gummielementen aufgebaut sein. Dieser gibt die Pedalkraftcharakteristik vor. Der Pedalweg wird von einem Sensor 38 erfasst, welcher im gezeichneten Beispiel nach dem Wirbelstromprinzip aufgebaut ist, in den die Stange 35 mit einem Target eintaucht.cylinder 34 and rod 35 are in a socket 37 stored. This takes the Wegsimulatorfedern 36 and 36a on, with one spring weak and the other spring strongly progressive in the increase in force acts. The path simulator can also be made up of even more springs or rubber elements. This specifies the pedal force characteristic. The pedal travel is from a sensor 38 detected, which is constructed in the illustrated example according to the eddy current principle, in which the rod 35 immersed with a target.

Die Pedalbewegung wird auf die Elemente 32 und 33 übertragen, der Kolben 34 bewegt sich mit der Stange 35 in der Buchse 37. An der Betätigungseinrichtung ist ein Hebel 26 drehbar gelagert, welcher bei Ausfall der Energieversorgung auf die Kolben trifft. Der Pedalwegsensor liefert das Wegsignal zum elektronischen Steuergerät, welches entsprechend der BKV Kennlinie, wie sie in 7 beschrieben ist, eine Bewegung der Kolben über den Elektromotor bewirkt. Die Parameter dieser Kennlinie werden in 7 näher beschrieben. Zwischen dem Hebel 26 und den beiden Kolben 1 ist ein Spiel s_o vorgesehen, wie in 1 dargestellt. Die Betätigungseinrichtung hat über den Bolzen 39, der versetzt dargestellt ist, eine Verdrehsicherung und eine Rückstellfeder 40, welche die nicht gezeichnete Pedalrückstellfeder unterstützt. Nach dem Stand der Technik sind viele Wegsimulatorlösungen bekannt, welche auch teilweise hydraulisch über Kolben betätigt werden und über Magnetventile abgesperrt werden, wenn die Energieversorgung ausfällt. Diese Lösung ist aufwändig und hysteresebehaftet. Auch sind Lösungen bekannt, bei denen der Wegsimulatorweg bei Ausfall der Energieversorgung als Verlustweg eingeht bei Betätigung der Kolben zur Bremsdruckerzeugung.The pedal movement is on the elements 32 and 33 transferred, the piston 34 moves with the rod 35 in the socket 37 , On the actuator is a lever 26 rotatably mounted, which hits in case of failure of the power supply to the piston. The pedal travel sensor supplies the path signal to the electronic control unit, which corresponds to the BKV characteristic as shown in FIG 7 is described causes a movement of the piston via the electric motor. The parameters of this characteristic are displayed in 7 described in more detail. Between the lever 26 and the two pistons 1 is a game s _o provided as in 1 shown. The actuator has over the bolt 39 , which is shown offset, a rotation and a return spring 40 which supports the unshown pedal return spring. Many Wegsimulatorlösungen known in the prior art, which are also partially hydraulically actuated by pistons and shut off via solenoid valves when the power supply fails. This solution is complex and hysteresis. Solutions are also known in which the Wegsimulatorweg received in case of failure of the power supply as a loss path upon actuation of the pistons for brake pressure generation.

Ziel der Erfindung ist eine einfache Lösung, bei der bei Ausfall der Energieversorgung der Wegsimulator ausgeschaltet wird. Zu diesem Zweck wird auf die Buchse 37 bei intakter Energieversorgung über den Ankerhebel 41 mit großem Übersetzungsverhältnis und den Haltemagneten 42 eine Gegenkraft ausgeübt, die entfällt, wenn die elektrische Energieversorgung ausfällt. Zur Reduzierung des Magneten können auch zweistufige Hebel eingesetzt werden. Im einzelnen wird dies in 3 beschrieben. In diesem Fall kommt der Hebel über das Bremspedal mit den beiden Kolben nach Durchlaufen des Spiels so in Kontakt und kann somit die Pedalkraft auf die Kolben übertragen. Die Kolben sind so dimensioniert, dass sie bei vollem Pedalhub einen Druck erzeugen, welcher noch eine gute Bremswirkung ergibt, z. B. 80 %. Der Kolbenhub ist jedoch erheblich größer als der Pedalhub und kann bei intakter Energieversorgung und elektrischem Antrieb viel höhere Bremsdrücke erzeugen. Die entsprechende Pedalkraft kann jedoch der Fahrer nicht aufbringen. Man spricht bei dieser Auslegung von einem Übersetzungssprung, der mit Entkopplung der Betätigungseinheit mit Wegsimulator vom Kolben möglich ist. Bei konventioneller Bauweise, bei der BKV und Hauptbremszylinder mit Kolben hintereinander geschaltet sind, steigt die erforderliche Pedalkraft bei Ausfall der Energieversorgung bis zum Faktor 5 für denselben Radbremsdruck an. Bei der neuen Auslegung kann z. B. der Faktor auf 3 reduziert werden. Dieser Fall ist z. B. beim Abschleppen eines Fahrzeugs bei ausgefallener Batterie relevant.The aim of the invention is a simple solution in which the path simulator is switched off in case of failure of the power supply. For this purpose is on the socket 37 with intact power supply via the anchor lever 41 with large gear ratio and the holding magnet 42 exerted a counterforce, which is eliminated when the electrical power supply fails. To reduce the magnet and two-stage lever can be used. In detail this will be in 3 described. In this case, the lever via the brake pedal with the two pistons after passing through the game in contact and thus can transmit the pedal force to the piston. The pistons are dimensioned so that they produce a pressure at full pedal stroke, which still gives a good braking effect, eg. 80%. However, the piston stroke is significantly greater than the pedal stroke and can produce much higher brake pressures with intact power supply and electric drive. However, the driver can not apply the corresponding pedaling force. One speaks in this interpretation of a jump in the ratio, which is possible with decoupling of the actuator with displacement simulator from the piston. In conventional construction, in which BKV and master cylinder with pistons are connected in series, the required pedal force increases in case of failure of the power supply to the factor 5 for the same wheel brake pressure. In the new interpretation z. B. the factor can be reduced to 3. This case is z. B. relevant when towing a vehicle with a failed battery.

Der Hebel 26 ist drehbar gelagert, damit er Toleranzen bei der Bewegung der Kolben berücksichtigen kann, z. B. infolge unterschiedlicher Entlüftung. Dieser Ausgleich kann auch begrenzt werden, so dass der Hebel auf einen Anschlag 33a der Betätigungseinrichtung zur Anlage kommt.The lever 26 is rotatably mounted so that it can take into account tolerances in the movement of the piston, for. B. due to different ventilation. This compensation can also be limited, leaving the lever on a stop 33a the actuator comes to rest.

Es müssen jedoch noch weitere Fehlerfälle betrachtet werden.However, further errors must be considered.

Ausfall eines Elektromotors.Failure of an electric motor.

In diesem Fall ist die Verstärkung und Regelung beim benachbarten intakten Kolbenantrieb voll wirksam. Über den Hebel 26 wird im ausgefallenen Kreis Bremsdruck erzeugt, nachdem er am Anschlag 33a anliegt. Hier kann zusätzlich noch die Verstärkerkennlinie des zweiten Kreises erhöht werden, was die erforderliche Pedalkraft reduziert. Dies kann jedoch auch ohne Anschlag erfolgen.In this case, the gain and control in the adjacent intact piston drive is fully effective. About the lever 26 brake pressure is generated in the failed circuit after it stops 33a is applied. Here, in addition, the amplifier characteristic of the second circle can be increased, which reduces the required pedal force. However, this can also be done without a stop.

Ausfall eines Bremskreises. Failure of a brake circuit.

Hier fährt der Kolben auf Anschlag im Gehäuse 4. Der intakte zweite Kreis ist voll wirksam. Es entsteht nicht wie bei konventionellen heutigen Systemen ein durchfallendes Pedal, welches den Fahrer bekanntlich sehr irritiert. Die Irritation kann auch zu einem vollen Verlust der Bremswirkung führen, wenn er das Pedal nicht durchtritt.Here, the piston moves to stop in the housing 4 , The intact second circle is fully effective. It does not arise as in conventional systems today a falling pedal, which is known to irritate the driver very much. The irritation can also lead to a full loss of braking effect if he does not pass the pedal.

Die 3 beschreibt die Funktion der Wegsimulatorarretierung. Im Grenzfall kann der Fahrer hohe Pedalkräfte aufbringen, was die Arretierung über den Ankerhebel 41 aufbringen muss. Um zu vermeiden, dass der Magnet 42 mit Erregerspule 43 diese Kräfte voll aufbringen muss, greift das obere ballige Ende 41a des Hebels asymmetrisch an der Buchse 37 an. Wird nun das Pedal bis zum Auftreffen der Stange 35 auf den Boden 37b ausgelenkt, so bewirkt diese Hebelwirkung eine leichte Verdrehung der Buchse 37, was Reibung in der Führung erzeugt, wobei zusätzlich die Nase 37a sich am Gehäuse 4 abstützen kann. Somit kann die Magnetkraft relativ klein gehalten werden. Der Magnet wird außerdem als Haftmagnet 42 ausgelegt, so dass infolge des kleinen Luftspaltes eine kleine Halteleistung notwendig ist. Bei Ausfall der Energieversorgung wird der Ankerhebel 41 von der Buchse 37 in die strichpunktierte Position 41' ausgelenkt. Wenn die Betätigungseinrichtung 33 wieder in die Ausgangsstellung zurückgeht, bringt die Rückstellfeder 44 den Ankerhebel wieder in Ausgangsstellung.The 3 describes the function of the Wegsimulatorarretierung. In the limit case, the driver can apply high pedal forces, what the locking over the anchor lever 41 must apply. To avoid the magnet 42 with excitation coil 43 has to apply these forces fully engages the upper crowned end 41a the lever is asymmetrical on the socket 37 on. Now the pedal is up to the impact of the rod 35 on the ground 37b deflected, this lever effect causes a slight rotation of the socket 37 , which creates friction in the guide, in addition to the nose 37a on the case 4 can support. Thus, the magnetic force can be kept relatively small. The magnet also acts as a magnet 42 designed so that a small holding power is necessary due to the small air gap. In case of failure of the power supply, the anchor lever 41 from the socket 37 in the dot-dash position 41 ' deflected. When the actuator 33 returns to its original position, brings the return spring 44 the anchor lever back to initial position.

Der Sensor 38 wurde an das Ende der Bohrung der Buchse im Gehäuse 4 versetzt, was Vorteile für die Kontaktierung mit dem el. Steuergerät hat, wie dies in 6 dargestellt ist. Dasselbe gilt für den Bremslichtschalter 46. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Target 45 für den Wirbelstromsensor gezeichnet.The sensor 38 was at the end of the bore of the socket in the housing 4 which has advantages for contacting with the el. control unit, as in 6 is shown. The same applies to the brake light switch 46 , In this embodiment, the target is 45 drawn for the eddy current sensor.

Die Arretierung des Wegsimulators über die Buchse 37 kann verändert werden, um die in 7 beschriebene Pedalrückwirkung bei ABS zu vermeiden. Hierzu kann der Hebel 41 mit seiner Lagerung und Magnet 42 mit Aufnahme 42a über einen Elektromotor 60 bewegt werden, der eine Spindel 60a über ein Getriebe 60b antreibt. An der Verlängerung der Spindel ist der Hebel gelagert und das Magnetgehäuse befestigt.The locking of the path simulator via the socket 37 can be changed to the in 7 described pedal reaction in ABS to avoid. For this purpose, the lever 41 with its storage and magnet 42 with recording 42a via an electric motor 60 to be moved, a spindle 60a via a gearbox 60b drives. At the extension of the spindle, the lever is mounted and the magnet housing attached.

Die 4 zeigt eine prinzipielle Darstellung einer Lösung mit nur einem E-Motor 7a. Diese Beschreibung baut auf 1 und 2 auf. Das Antriebsritzel des Motors bewegt die Zahnstange 5c, welche ähnlich 1 auch parallel versetzt werden kann. Diese ist mit einem Kolben 1a verbunden, welcher Druck im Bremskreis 13a aufbaut und zugleich über den Druck den Kolben 1a verschiebt, der im Bremskreis 13 Druck aufbaut. Diese Kolbenanordnung entspricht einem konventionellen Hauptbremszylinder für dessen Kolben und Dichtungsausführungen viele Varianten existieren. In den Bremskreisen sind wie bei den vorstehenden Figuren die 2/2-Wege-Magnetventile 14, 14a, 15, 15a angeordnet. Die ABS Druckmodulation erfolgt in der zuvor beschriebenen Weise. Die BKV-Funktion erfolgt über einen parallel angeordneten Wegsimulation 36 und Wegsensor 38. Auch hier ist zwischen Kolben 1a und Bremspedal ein Spiel oder Leerhub s₀ vorgesehen. Die Bremsflüssigkeit gelangt vom Vorratsbehälter 18, 18a in die Kolbenkammern. Diese Anordnung ist kostengünstig. Die Dynamik der BKV-Funktion im Druckaufbau ist geringer als bei der Variante mit zwei Motoren, da der E-Motor das doppelte Moment aufbringen muss. Es entfällt außerdem die Redundanzfunktion des 2. Motors wie sie in 7 beschrieben ist, einschließlich eines durchfallenden Pedals bei Bremskreisausfall.The 4 shows a schematic representation of a solution with only one electric motor 7a , This description builds up 1 and 2 on. The drive pinion of the motor moves the rack 5c which are similar 1 can also be offset in parallel. This is with a piston 1a connected, which pressure in the brake circuit 13a builds up and at the same time on the pressure of the piston 1a that shifts in the brake circuit 13 Build up pressure. This piston assembly corresponds to a conventional master cylinder for the piston and seal designs many variants exist. In the brake circuits as in the preceding figures, the 2/2-way solenoid valves 14 . 14a . 15 . 15a arranged. The ABS pressure modulation takes place in the manner described above. The BKV function takes place via a parallel path simulation 36 and displacement sensor 38 , Again, between pistons 1a and brake pedal a game or Leerhub s ₀ provided. The brake fluid comes from the reservoir 18 . 18a into the piston chambers. This arrangement is inexpensive. The dynamics of the BKV function in the pressure build-up is lower than in the variant with two engines, since the electric motor has to apply twice the torque. It also eliminates the redundancy function of the 2nd motor as in 7 including a failing pedal in the event of brake circuit failure.

Die 5 zeigt die Ansicht von der Stirnwand auf die integrierte Baueinheit, deren Flansch 4b mittels Schrauben 47 mit der Stirnwand verschraubt ist. Zu sehen sind hier die Betätigungseinheit 33, Hebel 26 und ein nicht versetzt gezeichneter Bolzen 39 als Verdrehsicherung. Zum Größenvergleich ist hier die Umrisskontur eines 10"-Vakuum-BKV eingezeichnet. Hier zeigt sich ein wichtiger Vorteil in der Bauhöhe mit dem Deckel 48 des Vorratsbehälters. Entsprechend dem Abstand A könnte die Stirnwand abgesenkt werden, was die Designer wünschen. Auf der linken Seite des Flansches ist, mit Hinweis auf 5a, gestrichelt der Antrieb der Zahnstange 5 gezeichnet. Dieses Detail ist vergrößert als 5a auf der rechten Bildhälfte dargestellt. Das Ritzel des Zahnrades 6 greift auf beiden Seiten in die H-förmige Gestaltung der Zahnstange 5. Die beschriebenen Querkräfte werden von der Rolle 10 bzw. 11 entsprechend 1 mit Lagerung 10a abgestützt. Aus Kostengründen kann die Zahnstange aus Kunststoff hergestellt werden. Da dessen Flächenpressung nicht ausreicht, werden hier harte Blechstreifen 49 eingelegt, die sich bei leicht balliger Ausbildung der Auflage an die Rollen anpassen. In das Ritzel 6 ist das Getrieberad 7 eingepresst, welches mit dem Motorritzel im Eingriff ist. Vorzugsweise ist das Ritzel im Motorgehäuse 8a gelagert.The 5 shows the view from the end wall on the integrated unit whose flange 4b by means of screws 47 screwed to the front wall. You can see here the operating unit 33 , Lever 26 and a non-offset drawn bolt 39 as anti-twist device. For size comparison, the outline contour of a 10 "vacuum BKV is shown here, showing an important advantage in the overall height with the lid 48 of the storage container. According to the distance A, the end wall could be lowered, which the designers desire. On the left side of the flange is, with reference to 5a Dashed the drive of the rack 5 drawn. This detail is enlarged as 5a on the right half of the picture. The pinion of the gear 6 engages on both sides in the H-shaped design of the rack 5 , The lateral forces described are from the role 10 or. 11 corresponding 1 with storage 10a supported. For cost reasons, the rack can be made of plastic. Since its surface pressure is not sufficient, here are hard metal strips 49 inserted, which adapt to the roles with slightly spherical training of the support. In the pinion 6 is the gear wheel 7 pressed, which is engaged with the motor pinion. Preferably, the pinion is in the motor housing 8a stored.

Die 6 zeigt die Seitenansicht der integrierten Baueinheit mit Gehäuse 4, Gabelstück 32 für Bremspedal 30, Betätigungseinheit 33, Flansch 45, Befestigungsschrauben 47, Deckel 48. Diese Ansicht zeigt die kurze Baulänge, bei der auf der Vorderseite das elektronische Steuergerät 50 angebracht ist. Dieses ist nach dem Stand der Technik mit den Spulen bzw. einem Teil des Magnetkreises der Magnetventile 14 u. 16 verbunden, um zusätzlich Kontaktierungs- und elektrische Verbindungsleitungen einzusparen. Dieses Merkmal kann erweitert werden, indem alle elektrischen Komponenten wie Elektromotor 8, Magnetspule 43, Wegsensor 38, Bremslichtschalter 46, Bremsflüssigkeitsniveaugeber 53 direkt mit dem Steuergerät ohne elektrische Verbindungsleitungen kontaktiert werden. In diesem Fall müsste das Steuergerät von oben Richtung 50a eingebaut werden. Es ist jedoch auch in Richtung 50b möglich, was eine geänderte Anordnung der Magnetspule zur Folge hat.The 6 shows the side view of the integrated unit with housing 4 , Fork piece 32 for brake pedal 30 , Operating unit 33 , Flange 45 , Fixing screws 47 , Lid 48 , This view shows the short length, with the front of the electronic control unit 50 is appropriate. This is in the prior art with the coils or a part of the magnetic circuit of the solenoid valves 14 u. 16 connected in order to save additional contacting and electrical connection lines. This feature can be extended by adding all electrical components such as electric motor 8th , Magnetic coil 43 , Displacement sensor 38 , Brake light switch 46 , Brake fluid level sensor 53 be contacted directly to the control unit without electrical connection lines. In this case, the control unit would have to be from the top direction 50a to be built in. However, it is also in the direction 50b possible, which has a changed arrangement of the solenoid coil result.

Die Magnetventile werden vorzugsweise auf einer Trägerplatte 51 befestigt, da diese aus Kostengründen in Aluminium mit hoher Bruchdehnung eingepresst werden. In diese Trägerplatte werden die Verschlussschrauben 52 für die Bremsleitungen eingeschraubt. Im mittleren Teil des Steuergerätes ist die Kontaktierung eingezeichnet, welche im Bereich 54 eine redundante Stromversorgung, im Bereich 55 die Busleitung, bei 56 die Sensoren für ABS und ESP beinhaltet.The solenoid valves are preferably on a support plate 51 fastened because they are pressed for cost reasons in aluminum with high elongation at break. In this carrier plate are the locking screws 52 screwed in for the brake lines. In the middle part of the control unit, the contact is located, which in the area 54 a redundant power supply, in the area 55 the bus line, at 56 contains the sensors for ABS and ESP.

Die 7 zeigt die wesentlichen Kennlinien des Bremssystems. Dargestellt sind Pedalkraft F_P, Bremskraftdruck p und Pedalweg an der Betätigungseinheit. Üblicherweise wird von hier zum Pedalfuß eine Übersetzung von 4 bis 5 gewählt. Der Pedalweg hat sein Maximum bei S_P und die Kolben, wie bereits erwähnt, bei einem höheren Wert s_K. Mit 57 ist die sog. Druck-Weg-Kennlinie dargestellt, welche hier z. B. einem Bremskreis entspricht. Der nicht lineare Verlauf resultiert aus verschiedenen Elastizitäten wie denen von Bremssattel, Dichtungen, Leitungen, Restlufteinschlüssen und Kompressibilität der Flüssigkeit. Diese Linie zeigt den Mittelwert eines Streubandes, das auch temperaturabhängig ist, insbesondere beim Bremssattel. Daher muss für die stromproportionale Drucksteuerung ein Kennfeld angelegt werden.The 7 shows the essential characteristics of the brake system. Shown are pedal force F _P , brake pressure p and pedal travel on the actuator unit. Usually, a translation of 4 to 5 is chosen from here to Pedalfuß. The pedal travel has its maximum at S _P and the pistons, as already mentioned, at a higher value s _K. With 57 is the so-called pressure-displacement curve shown, which here z. B. corresponds to a brake circuit. The non-linear course results from various elasticities such as those of caliper, seals, pipes, residual air inclusions and compressibility of the liquid. This line shows the average of a scatter band, which is also temperature dependent, especially on the caliper. Therefore, a map must be created for the current-proportional pressure control.

Die Kennlinien 59 zeigen den Ausfall des elektrischen Antriebs, bei dem nach dem Spiel S₀ die Kolben betätigt werden. Zur Erreichung von z.B. 100 bar sind hier die beschriebenen erheblich höheren Pedalkräfte F_PA von ca. 600 N notwendig, was einer mehr als 40% geringeren Pedalkraft gegenüber den heutigen Lösungen entspricht.The characteristics 59 show the failure of the electric drive, in which after the game S _0, the pistons are actuated. To achieve eg 100 bar, the described considerably higher pedal forces F _PA of approximately 600 N are necessary here, which corresponds to a more than 40% lower pedal force compared to today's solutions.

Aus der Pedalstellung und dem Bremsdruck ist erkennbar, dass die Druckmodulation von 10 bar bei Blockierdrücken > 50 bar nicht auf das Pedal rückwirkt, da das Pedal bei S_S auf die Arretierung stößt. Bei kleineren Blockierdrücken erfolgt bei Druckabsenkung und Aufbau eine Rückwirkung auf das Pedal, wenn das Pedal voll durchgetreten ist, und ist damit vergleichbar mit heutigen Systemen ESP und ABS. Es ist jedoch möglich, die Rückwirkung zu reduzieren oder zu vermeiden durch Einsatz eines in 4 beschriebenen Elektromotors 60, der die Arretierung des Wegsimulators über einen Antrieb verstellt. Über den Kolbenantrieb 6 wird zur Druckabsenkung das Pedal zurückbewegt. Zu diesem Zeitpunkt verstellt der Motor den Antrieb mit kleiner Kraft. Damit ist auch eine Pedalbewegung zur Warnung des Fahrer möglich, z. B. bei Stau oder ähnlichem. Auch ohne diesen zusätzlichen Motor ist eine Rückwirkung möglich, wenn die Pedalbewegung größer als das Spiel S_o ist und die Kolben zur Warnung kurzzeitig zurückgefahren werden.From the pedal position and the brake pressure can be seen that the pressure modulation of 10 bar at blocking pressures> 50 bar does not respond to the pedal, since the pedal at S _S encounters the lock. At lower blocking pressures occurs at pressure reduction and construction a reaction to the pedal when the pedal is fully worn, and is therefore comparable to today's systems ESP and ABS. However, it is possible to reduce or avoid the repercussion by using an in 4 described electric motor 60 , which adjusts the locking of the path simulator via a drive. About the piston drive 6 the pedal is moved back to reduce the pressure. At this point, the motor adjusts the drive with small force. This is also a pedal movement to warn the driver possible, for. B. at traffic jam or the like. Even without this additional motor, a reaction is possible if the pedal movement is greater than the game S _o and the pistons are briefly returned to the warning.

Die dickeren Linien sind die Verstärkerlinien 58 und 58a, welche die Zuordnung von Pedalkraft F_P zum Bremsdruck zeigt. Bei ca. 50 % des maximalen Pedalweges ist der Wegsimulator bei S_S voll ausgesteuert. Dies hat den Vorteil, dass eine Vollbremsung mit kurzem Pedalweg möglich ist. Der Pedalweg wird dabei vom Sensor 38 erfasst. Die Zuordnung des Druckes zur Pedalkraft ist frei variabel und kann z. B. in der gestichelten Linie die Fahrzeugverzögerung mitberücksichtigen, indem diese als Korrekturwert in die Verstärkung eingeht, so dass bei Fading der Bremse bei derselben Pedalkraft ein höherer Druck eingesteuert wird. Diese Korrektur ist auch bei Systemen mit Rekuperation der Bremsenergie über den Generator notwendig, da die Bremswirkung des Generators berücksichtigt werden muss. Ähnliches gilt bei einer Panikbremsung mit hoher Pedalgeschwindigkeit. Hier kann überproportional zur Pedalkraft ein viel höherer Druck eingespeist werden, der mit einem Zeitverzug wieder der gezeigten statischen Kennlinie folgt (ausgezogene Linie).The thicker lines are the amplifier lines 58 and 58a showing the association of pedal force F _P to brake pressure. At approximately 50% of the maximum pedal travel, the travel simulator is fully controlled at S _S. This has the advantage that a full braking with short pedal travel is possible. The pedal travel is thereby from the sensor 38 detected. The assignment of the pressure to the pedal force is freely variable and can, for. B. in the dashed line take into account the vehicle deceleration by these enters as a correction value in the gain, so that when fading the brake at the same pedal force, a higher pressure is controlled. This correction is also necessary in systems with recuperation of the braking energy through the generator, since the braking effect of the generator must be taken into account. The same applies to a panic braking with high pedal speed. Here, a much higher pressure can be fed in disproportionately to the pedal force, which, with a time delay, again follows the static characteristic curve shown (solid line).

Bei F_P1 wird in der Regel eine Fußkraft von 200 N für den Bremsdruck von 100 bar festgelegt. Dieser Druck entspricht der Blockiergrenze bei trockener Straße. In diesem Bereich ist die Wegsimulatorkennlinie fast linear, damit eine gute Dosierbarkeit gewährleistet ist. In der Regel genügt ein Maximaldruck von 160 bar, nach dem die Dauerstandfestigkeit der Elemente dimensioniert wird. Für seltene Beanspruchungen kann jedoch eine Reserve R vorgehalten werden, die z.B. wirksam werden kann, wenn bei 160 bar noch nicht die Blockiergrenze erreicht ist.For F _P1 , a foot force of 200 N is generally set for the brake pressure of 100 bar. This pressure corresponds to the blocking limit on dry roads. In this area, the Wegsimulatorkennlinie is almost linear, so that a good metering is guaranteed. As a rule, a maximum pressure of 160 bar is sufficient, according to which the creep rupture strength of the elements is dimensioned. However, a reserve R can be reserved for rare loads, which can be effective, for example, if the blocking limit has not yet been reached at 160 bar.

Der elektrische Antrieb kann für den Fall des Ausfalls der Energieversorgung als ausfallsicherer als der Vakuum-BKV angesehen werden, da für die vorgeschlagene Erfindung mindestens zwei Elektromotorenantriebe eingesetzt werden, d.h. einer redundant wirkt und bekanntlich als Gesamtausfallrate λ_g = λ₁ · λ₂ gilt. Ein Ausfall der Energieversorgung während der Fahrt ist nahezu auszuschließen, da Generator und Batterie gleichzeitig praktisch nicht ausfallen. Einem Bruch der elektrischen Stromversorgung wird durch die in 7 beschriebene redundante Stromversorgung vorgebeugt. Der Vakuum-BKV ist mit Verstärkerelementen, Zuleitungen und ggf. Pumpe nicht redundant.The electric drive can be regarded as fail-safe than the vacuum BKV in the event of failure of the power supply, since at least two electric motor drives are used for the proposed invention, ie one of redundant and known as total failure rate λ _g = λ ₁ · λ ₂ applies. A power failure while driving is almost impossible, as generator and battery at the same time practically not fail. A break in the electrical power supply is caused by the in 7 Prevented described redundant power supply. The vacuum-BKV is not redundant with amplifier elements, supply lines and possibly pump.

Die 8 zeigt eine weitere Lösung des Kolbenantriebes. Anstelle der Zahnstange kann eine Kurbelschwinge 60 eingesetzt werden, welche über eine Zugstrebe 61 über den Lagerbolzen 62 mit dem Kolben verbunden ist. Die Rückstellfeder 9 wirkt auf die Kurbelschwinge, deren Ausgangsstellung durch den Anschlag 65 gegeben ist. Die Kurbelschwinge wird über ein mehrstufiges Getriebe 63 vom Motor 11 angetrieben.The 8th shows another solution of the piston drive. Instead of the rack can be a rocker arm 60 be used, which has a tension strut 61 over the bearing pin 62 connected to the piston. The return spring 9 acts on the rocker arm, whose initial position by the stop 65 given is. The rocker arm is via a multi-stage transmission 63 from the engine 11 driven.

Die 8a zeigt eine zweiarmige Kurbelschwinge 60 und 60a mit zwei Zugstreben 61 und 61a. Damit wirken auf den Kolben nur geringe Querkräfte. Das Getriebe 63 ist hier gekapselt in einem erweiterten Motorgehäuse 64 und wird von dem Antriebsritzel 11a des Motors 11 angetrieben. Der Vorteil dieser Lösung liegt in der Kapselung des Getriebes, was Öl- oder Fettfüllung ermöglicht, Schrägverzahnung zulässt und damit höher belastbar und geräuschärmer ist.The 8a shows a two-armed rocker arm 60 and 60a with two tension struts 61 and 61a , Thus act on the piston only low lateral forces. The gear 63 is encapsulated here in an extended motor housing 64 and is from the drive pinion 11a of the motor 11 driven. The advantage of this solution lies in the encapsulation of the gearbox, which allows oil or grease filling, allows helical gearing and thus higher load capacity and quieter.

Die 9 zeigt eine weitere Alternative mit einem Spindelantrieb, welcher innerhalb des Rotors des Elektromotors angeordnet ist. Diese Anordnung ist aus der DE 195 11 287 B4 bekannt, die sich auf elektromechanisch betätigte Scheibenbremse bezieht. Bei der vorgestellten Lösung befindet sich die Mutter 67 als getrenntes Bauelement in der Bohrung des Rotors 66 und stützt sich auf den Flansch 66a des Rotors ab. Auf diesen wirken die Druckkräfte des Kolbens 1. Der Spindelantrieb wirkt zusätzlich als Untersetzungsgetriebe, wobei die Spindel 65 die Kraft auf den Kolben überträgt. Alle bisher gezeigten Antriebe haben ein fest mit dem Kolben gekoppeltes Untersetzungsgetriebe, welches bei Ausfall der Energieversorgung vom Bremspedal bewegt und bei schneller Pedalbetätigung mit Motor beschleunigt werden muss. Diese Massenträgheitskräfte verhindern eine schnelle Pedalbetätigung und irritieren den Fahrer. Um dies zu vermeiden, ist die Mutter in der Bohrung des Rotors axial beweglich, so dass bei Pedaleingriff der Kugelgewindetrieb ausgeschaltet ist. Die Mutter ist für den Normalbetrieb mit Elektromotor von einem Hebel 70 mm fixiert, welcher wirksam ist bei schneller Zurückstellung des Kolbens, insbesondere, wenn in der Kolbenkammer Vakuum herrscht. Dieser Hebel ist über die Welle 71 im Rotor gelagert und wird bei nicht drehendem Motor über die Feder 72 in eine Stellung bewegt, bei der die Mutter frei ist. Da der Antriebsmotor extrem schnell beschleunigt, wirkt hierbei die Fliehkraft auf den Hebel, und die Mutter ist für die Bewegung des Kolbens vom Hebel umschlossen.The 9 shows a further alternative with a spindle drive, which is arranged within the rotor of the electric motor. This arrangement is from the DE 195 11 287 B4 known, which refers to electromechanically actuated disc brake. In the presented solution is the mother 67 as a separate component in the bore of the rotor 66 and rests on the flange 66a of the rotor. On these act the pressure forces of the piston 1 , The spindle drive also acts as a reduction gear, the spindle 65 the force on the piston transfers. All drives shown so far have a fixedly coupled to the piston reduction gear, which must be moved in case of failure of the power supply from the brake pedal and accelerated with fast pedal operation with motor. These inertia forces prevent rapid pedal operation and irritate the driver. To avoid this, the nut is axially movable in the bore of the rotor, so that when pedal engagement of the ball screw is turned off. The nut is for normal operation with electric motor of a lever 70 fixed, which is effective at faster recovery of the piston, especially when there is a vacuum in the piston chamber. This lever is over the shaft 71 stored in the rotor and is with the engine not rotating on the spring 72 moved to a position where the mother is free. As the drive motor accelerates extremely fast, the centrifugal force acts on the lever, and the nut is enclosed by the lever for the movement of the piston.

Diese Bewegung kann auch durch einen gestrichelt gezeichneten Elektromagneten, bei dem der Hebel einen Drehanker darstellt, bewerkstelligt werden. Das von der Mutter erzeugte Verdrehmoment auf die Spindel wird von zwei Lagerstiften 69 und 69a aufgefangen. Diese Stifte sind zugleich Träger der Rückstellfeder 9. Der Rotor ist vorzugsweise in einem Kugellager 74 gelagert, welches die Axialkräfte des Kolbens aufnimmt und in einem Gleitlager 75, was auch ebenfalls ein Wälzlager sein kann. Diese Lösung bedingt eine größere Baulänge, was im Vergleich mit 9 deutlich wird, da die Eintauchlänge der Spindel in die Mutter gleich dem Kolbenhub ist. Um diese Verlängerung klein zu halten, ist das Motorgehäuse 74 unmittelbar am Kolbengehäuse 4 angeflanscht. Dies hat zusätzlich den Vorteil der unterschiedlichen Materialauswahl von Motor und Kolbengehäuse.This movement can also be accomplished by a dotted electromagnet in which the lever is a rotary armature. The torque generated by the nut on the spindle is provided by two bearing pins 69 and 69a collected. These pins are also carriers of the return spring 9 , The rotor is preferably in a ball bearing 74 stored, which receives the axial forces of the piston and in a plain bearing 75 which may also be a rolling bearing. This solution requires a greater length, which compared with 9 becomes clear, since the immersion length of the spindle in the nut is equal to the piston stroke. To keep this extension small, is the motor housing 74 directly on the piston housing 4 flanged. This also has the advantage of different material selection of engine and piston housing.

Die Mutter 67 kann auch direkt mit dem Rotor 66 verbunden werden, z. B. durch Einspritzen. Für die erforderlichen Kräfte kann eine Kunststoffmutter mit kleinem Reibungskoeffizienten eingesetzt werden.The mother 67 can also be directly with the rotor 66 be connected, for. B. by injection. For the required forces, a plastic nut with a small coefficient of friction can be used.

Bei Ausfall eines Motors oder der Energieversorgung wirkt das nicht gezeichnete Pedal auf das Gabelstück entsprechend 2 und über den Hebel 26 nach dem Leerweg so auf die Spindel 65 bzw. Kolben 1. Da ein Blockieren des Antriebes bei dieser Lösung auszuschalten ist, kann der Anschlag 33 einen kleineren Abstand zum Hebel haben. Dies hat den Vorteil, dass die Pedalkraft voll auf den Kolben wirkt, wenn z. B. ein Elektromotor ausfällt. Sobald sich der Hebel bei der Verdrehung auf das gegenüber liegende Ende abstützt, wirkt nur noch die halbe Pedalkraft auf den Kolben. In der konstruktiven Ausgestaltung sind Spindel und Kolben entkoppelt, was nicht getrennt ausgeführt wurde.In case of failure of a motor or the power supply, the unshown pedal acts on the fork accordingly 2 and over the lever 26 after the free travel so on the spindle 65 or piston 1 , Since a blocking of the drive is to turn off in this solution, the stop 33 have a smaller distance to the lever. This has the advantage that the pedal force acts fully on the piston when z. B. fails an electric motor. As soon as the lever is supported on the opposite end during rotation, only half the pedal force acts on the piston. In the structural design of the spindle and piston are decoupled, which was not carried out separately.

Von Bedeutung ist die Rückstellung des Kolbens in die Ausgangsposition. Fällt der Motor in einer Zwischenstellung aus, so kann die Kolbenrückstellfeder zusätzlich unterstützt werden durch eine Spiralfeder 66a, welche am Ende des Rotors 66 und dem Motorgehäuse 74 angeordnet und an diese angekoppelt ist. Diese soll das Rast- und Reibungsmoment des Motors ausgleichen. Dies ist besonders vorteilhaft für kleine Rückstellkräfte der Kolben, die bei Ausfall der Energieversorgung auf das Pedal wirken in Verbindung mit dem in 9 beschriebenen Kupplungshebel.Of importance is the provision of the piston in the starting position. If the engine fails in an intermediate position, the piston return spring can be additionally supported by a spiral spring 66a , which at the end of the rotor 66 and the motor housing 74 is arranged and coupled to this. This should compensate for the locking and friction torque of the engine. This is particularly advantageous for small restoring forces of the pistons, which act in conjunction with the in case of failure of the power supply to the pedal 9 described clutch lever.

Die 10 zeigt eine weitere vereinfachte Ausführung mit einem elektromotorischen Kolbenantrieb, bei dem wiederum der Kolben 1 die Bremskraftverstärkung und Druckmodulation für ABS durchführt. Die Kolbenkammern 1' sind entsprechend der 1 bis 9 über Leitungen 13 und 13a mit den Radbremsen (nicht dargestellt) und mit den ebenfalls nicht dargestellten Magnetventilen verbunden. Der Aufbau entspricht 8 mit Spindelantrieb 65 und mit Rotor 66, fest verbundener Mutter 67, Trennung von Motor und Kolben, Gehäuse 74 bzw. 4, Kolbenrückstellfedern 9 und Lagerstift 69, Spiralfeder 66a zur Motorrückstellung. Die Pedalkraft wird ähnlich 2 von einem Gabelstück 26 auf eine Betätigungseinrichtung 34 mit Stange 35 übertragen. Diese ist im Motorgehäuse 74 gelagert und trägt in der Verlängerung ein Target 45 z.B. für einen Wirbelstromsensor 38, welcher den Pedalweg misst. Die Betätigungseinrichtung wird über eine Feder 79 zurückgestellt. An der Betätigungseinrichtung 35 ist wiederum ein Hebel 26 gelagert, welcher am Ende in der Verbindung zum Kolben vorzugsweise Blattfedern 76 trägt, welche bei einer starken Blattfeder mit einem Weggeber 77 oder bei einer weicheren Feder mit einem Kraftgeber 77a verbunden sind. In beiden Fällen soll hier die vom Hebel bzw. Pedal übertragene Kraft gemessen werden. Die Blattfeder 76 hat die Aufgabe bei Pedalbetätigung, eine harte Rückwirkung bevor der Motor losläuft zu vermeiden. Die Funktion erfolgt in der Weise, dass in einer bestimmten Funktion dieser Pedalkraft die Motore eine verstärkende Kraft auf den Kolben ausüben, wobei diese Kraft wiederum aus Strom und Kolbenweg oder einem Druckgeber ermittelt werden kann. Hierbei kann der Pedalweg über den Wegsensor 38 in dieser Verstärkerfunktion bzw. Kennlinie mitverarbeitet werden. Dieser Sensor kann auch zu Beginn der Bremsung bei kleinen Drücken in Verbindung mit der Rückstellfeder 76 die Verstärkerfunktion übernehmen. Hier übernimmt die Feder 79 die Funktion der Wegsimulatorfeder. The 10 shows a further simplified embodiment with an electromotive piston drive, in turn, the piston 1 performs the brake boost and pressure modulation for ABS. The piston chambers 1' are according to the 1 to 9 via lines 13 and 13a with the wheel brakes (not shown) and connected to the solenoid valves, also not shown. The structure corresponds 8th with spindle drive 65 and with rotor 66 , firmly attached mother 67 , Separation of engine and piston, housing 74 or. 4 , Piston Return Springs 9 and bearing pin 69 , Spiral spring 66a for engine reset. The pedal force becomes similar 2 from a fork 26 on an actuating device 34 with rod 35 transfer. This is in the motor housing 74 stored and carries in the extension a target 45 eg for an eddy current sensor 38 , which measures the pedal travel. The actuator is via a spring 79 reset. At the actuator 35 is again a lever 26 stored, which at the end in the connection to the piston preferably leaf springs 76 carries, which with a strong leaf spring with a Weggeber 77 or a softer spring with a force transmitter 77a are connected. In both cases, the force transmitted by the lever or pedal should be measured here. The leaf spring 76 The task of the pedal is to avoid a hard reaction before the engine starts running. The function takes place in such a way that in a certain function of this pedal force the motors exert a reinforcing force on the piston, which force in turn can be determined from current and piston travel or a pressure transducer. Here, the pedal travel via the displacement sensor 38 be processed in this amplifier function or characteristic. This sensor can also be used at the beginning of braking at low pressures in conjunction with the return spring 76 take over the amplifier function. This is where the spring takes over 79 the function of the Wegsimulatorfeder.

Das Motorgehäuse besitzt einen Flansch zur Befestigung der Einheit über die Schraubenbolzen 78 in der Stirnwand. Dieses vereinfachte Konzept hat nicht den Aufwand des Wegsimulators und Arretierung. Nachteilig ist die eingeschränkte Pedalwegcharakteristik der Verstärkerkennlinie, ein Durchfallen des Pedals bei Bremskreisausfall und höhere Pedalkräfte bei Ausfall der Verstärkung, da Pedalweg und Kolbenweg identisch sind. Diese Ausführung ist vorwiegend für kleine Fahrzeuge geeignet.The motor housing has a flange for securing the unit via the bolts 78 in the front wall. This simplified concept does not have the expense of the path simulator and locking. A disadvantage is the limited Pedalwegcharakteristik the amplifier characteristic, a falling through of the pedal in brake circuit failure and higher pedal forces in case of failure of the gain, since the pedal travel and piston travel are identical. This version is mainly suitable for small vehicles.

Bei der Ausführungsform gem. 10 sind stellvertretend für alle Lösungen Sicherheitsventile 80 eingezeichnet, die wirksam werden, wenn z.B. ein Kolbenantrieb klemmt, wenn das Pedal in die Ausgangsstellung zurückgeht. Bei Pedalbewegung werden von einer konischen Verlängerung der Betätigungseinrichtung 35 die zwei Sicherheitsventile 80 betätigt, welche die Verbindung vom Bremskreis 13 bzw. 13a zum Rücklauf schließen. Damit wird sichergestellt, dass bei Pedal in der Ausgangsstellung kein Bremsdruck im Bremskreis aufgebaut ist. Diese Ventile können auch elektromagnetisch betätigt sein.In the embodiment according to. 10 are representative of all solutions safety valves 80 drawn, which take effect, for example, when a piston drive jams when the pedal goes back to the starting position. When the pedal is moved by a conical extension of the actuator 35 the two safety valves 80 operated, which is the connection from the brake circuit 13 or. 13a close to the return. This ensures that when the pedal is in the starting position, no brake pressure is built up in the brake circuit. These valves can also be actuated electromagnetically.

Sicherheitsrelevante Systeme haben meistens eine getrennte Abschaltmöglichkeit für Fehler in den Endstufen, z.B. voller Stromfluss durch Durchlegierung. Für diesen Fall ist eine Abschaltmöglichkeit, z.B. durch ein herkömmliches Relais eingebaut. Der Diagnoseteil der elektrischen Schaltung erkennt diesen Fehler und schaltet das Relais ab, welches die Endstufen im Normalfall mit Strom versorgt. Auch bei den hier vorgeschlagenen Konzepten muss eine Abschaltmöglichkeit enthalten sein, welche durch ein Relais oder einen zentralen MOSFET realisiert ist.Safety-relevant systems usually have a separate switch-off facility for faults in the output stages, e.g. full flow of current through alloy. In this case, a switch-off possibility, e.g. installed by a conventional relay. The diagnostic part of the electrical circuit detects this error and turns off the relay, which normally supplies power to the output stages. Also in the concepts proposed here, a shutdown must be included, which is realized by a relay or a central MOSFET.

In Anbetracht der Impulsansteuerung der Elektromotoren kann auch eine Schmelzsicherung eingesetzt werden, da das Puls-Aus-Verhältnis sehr groß ist.In view of the pulse control of the electric motors and a fuse can be used, since the pulse-off ratio is very large.

Es folgen erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele.There follow embodiments of the invention.

Ausführungsbeispiel 1:Embodiment 1

Bremsanlage, eine Betätigungseinrichtung, insbesondere ein Bremspedal, und eine Steuer- und Regeleinrichtung aufweisend, wobei die Steuer- und Regeleinrichtung anhand der Bewegung und/oder Position der Betätigungseinrichtung eine elektromotorische Antriebsvorrichtung steuert, wobei die Antriebsvorrichtung einen Kolben eines Kolben-Zylinder-Systems über eine nicht-hydraulische Getriebevorrichtung verstellt, so dass sich im Arbeitsraum des Zylinders ein Druck einstellt, wobei der Arbeitsraum über eine Druckleitung mit einer Radbremse in Verbindung ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausfall der Antriebsvorrichtung die Betätigungseinrichtung den Kolben (1) oder die Antriebsvorrichtung verstellt.Brake system, an actuating device, in particular a brake pedal, and having a control and regulating device, wherein the control and regulating device based on the movement and / or position of the actuating device controls an electric motor drive device, wherein the drive device comprises a piston of a piston-cylinder system via a adjusted non-hydraulic transmission device, so that sets in the working space of the cylinder pressure, wherein the working space via a pressure line with a wheel brake in conjunction, characterized in that in case of failure of the drive device, the actuating device, the piston ( 1 ) or the drive device adjusted.

Ausführungsbeispiel 2:Embodiment 2:

Bremsanlage nach Ausführungsbeispiel 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sensoreinrichtung die Stellung der Betätigungseinrichtung ermittelt.Brake system according to the embodiment 1 , characterized in that a sensor device determines the position of the actuating device.

Ausführungsbeispiel 3: Embodiment 3

Bremsanlage nach Ausführungsbeispiel 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung, insbesondere eine Haptikeinrichtung, zur Vorgabe oder Einstellung einer Kraft/Weg-Charakteristik der Betätigungseinrichtung mit dieser in Wirkverbindung ist.Brake system according to the embodiment 1 or 2 , characterized in that a device, in particular a Haptikeinrichtung, for setting or setting a force / displacement characteristic of the actuating device is in operative connection with this.

Ausführungsbeispiel 4:Embodiment 4

Bremsanlage nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckleitung (13) zur Radbremse (15, 17) ein von der Steuer- und Regeleinrichtung (22) gesteuertes Ventil (14, 16) angeordnet ist.Brake system according to one of the embodiments 1 to 3 , characterized in that in the pressure line ( 13 ) to the wheel brake ( 15 . 17 ) one of the control device ( 22 ) controlled valve ( 14 . 16 ) is arranged.

Ausführungsbeispiel 5:Embodiment 5:

Bremsanlage nach Ausführungsbeispiel 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (14, 16) nach Erreichen des erforderlichen Bremsdrucks im Bremszylinder (15, 17) schließt und zur Einstellung eines neuen Bremsdrucks geöffnet ist.Brake system according to the embodiment 4 , characterized in that the valve ( 14 . 16 ) after reaching the required brake pressure in the brake cylinder ( 15 . 17 ) and is open to set a new brake pressure.

Ausführungsbeispiel 6:Embodiment 6:

Bremsanlage nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) die erforderliche Druckänderung für die Bremskraftverstärkung (BKV) und das Antiblockiersystem (ABS) erzeugt.Brake system according to one of the embodiments 1 to 5 , characterized in that the piston ( 1 ) generates the required pressure change for the brake booster (BKV) and the anti-lock braking system (ABS).

Ausführungsbeispiel 7:Embodiment 7:

Bremsanlage nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feder (9) den Kolben (1) oder die Antriebsvorrichtung kraftbeaufschlagt, wobei die Federkraft in die Richtung wirkt, das der Arbeitsraum vergrößert wird.Brake system according to one of the embodiments 1 to 6 , characterized in that a spring ( 9 ) the piston ( 1 ) or the drive device is subjected to force, wherein the spring force acts in the direction that increases the working space.

Ausführungsbeispiel 8:Embodiment 8:

Bremsanlage nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung mindestens einen Elektromotor (8) mit insbesondere kleiner Zeitkonstante und/oder ein großes Beschleunigungsvermögen aufweist.Brake system according to one of the embodiments 1 to 7 , characterized in that the drive device comprises at least one electric motor ( 8th ) having in particular a small time constant and / or a high acceleration capacity.

Ausführungsbeispiel 9:Embodiment 9:

Bremsanlage nach Ausführungsbeispiel 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (8) bei geschlossenem Ventil (14, 16) mit einem Erregerstrom bestromt wird, der dazu ausreicht, den Kolben (1) gegen die Federkraft in Position zu halten.Brake system according to the embodiment 8th , characterized in that the electric motor ( 8th ) with the valve closed ( 14 . 16 ) is energized with a field current that is sufficient to the piston ( 1 ) to hold against the spring force in position.

Ausführungsbeispiel 10:Embodiment 10:

Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele , dadurch gekennzeichnet, dass jeder Bremskreis ein Kolben-Zylinder-System aufweist.Brake system according to one of the preceding embodiments, characterized in that each brake circuit comprises a piston-cylinder system.

Ausführungsbeispiel 11:Embodiment 11:

Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsraum (4) über zwei oder mehr Druckleitungen (13) mit mehreren Bremszylindern (15, 17) in Verbindung ist, wobei jeweils ein Ventil (14, 16) in jeder Druckleitung (13) angeordnet ist.Brake system according to one of the preceding embodiments, characterized in that the working space ( 4 ) over two or more pressure lines ( 13 ) with several brake cylinders ( 15 . 17 ), wherein in each case one valve ( 14 . 16 ) in each pressure line ( 13 ) is arranged.

Ausführungsbeispiel 12:Embodiment 12:

Bremsanlage nach einem der Ausführungsbeispiel 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (14, 16) ein 2/2-Wegeventil ist.Brake system according to one of the embodiment 4 to 11 , characterized in that the valve ( 14 . 16 ) is a 2/2-way valve.

Ausführungsbeispiel 13: Embodiment 13:

Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolben-Zylinder-System einen ersten und einen zweiten Kolben (1a, 1b) aufweist, welche in einem Zylinder axial verschieblich angeordnet sind, wobei der erste Kolben (1a) mechanisch mit der elektromotorischen Antriebsvorrichtung (7a, 6, 5c) und der zweite Kolben (1b) hydraulisch mit dem ersten Kolben (1a) gekoppelt ist, wobei die beiden Kolben (1a, 1b) zwischen sich einen Arbeitsraum (4a) bilden, der über mindestens eine Druckleitung (13a) mit mindestens einem Bremszylinder verbunden ist, und der zweite Kolben (1b) mit dem Zylinder einen zweiten Arbeitsraum (4b) bildet, der über mindestens eine weitere Druckleitung (13) mit mindestens einem weiteren Bremszylinder verbunden ist. Brake system according to one of the preceding embodiments, characterized in that the piston-cylinder system comprises a first and a second piston ( 1a . 1b) which are arranged axially displaceably in a cylinder, wherein the first piston ( 1a) mechanically with the electromotive drive device ( 7a . 6 . 5c) and the second piston ( 1b) hydraulically with the first piston ( 1a) coupled, the two pistons ( 1a . 1b) between themselves a working space ( 4a) form over at least one pressure line ( 13a) is connected to at least one brake cylinder, and the second piston ( 1b) with the cylinder a second working space ( 4b) forms over at least one further pressure line ( 13 ) is connected to at least one further brake cylinder.

Ausführungsbeispiel 14:Embodiment 14:

Bremsanlage nach Ausführungsbeispiel 13, dadurch gekennzeichnet, dass in den Druckleitungen (13, 13a) von der Steuer- und Regeleinrichtung gesteuerte Ventile 14, 15, 14a, 15a), insbesondere 2/2-Wegeventile, angeordnet sind.Brake system according to the embodiment 13 , characterized in that in the pressure lines ( 13 . 13a) controlled by the control and regulating valves 14 . 15 . 14a . 15a) , in particular 2/2-way valves, are arranged.

Ausführungsbeispiel 15:Embodiment 15:

Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erzeugung der Bremskraftverstärkung die Betätigungsvorrichtung nicht oder nicht in direkter mechanischer Verbindung mit dem Kolben oder der Antriebseinrichtung ist, und lediglich bei Ausfall der Antriebsvorrichtung oder bei Aktivierung des ABS der Kolben in mechanischer Verbindung mit der Betätigungsvorrichtung ist.Brake system according to one of the preceding embodiments, characterized in that in the generation of the brake booster, the actuating device is not or not in direct mechanical connection with the piston or the drive means, and only in case of failure of the drive device or upon activation of the ABS, the piston in mechanical communication with the actuator is.

Ausführungsbeispiel 16:Embodiment 16:

Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kolben-Zylinder-Systeme mit jeweils dazugehöriger Antriebsvorrichtung nebeneinander, insbesondere parallel zueinander angeordnet sind, wobei die Betätigungseinrichtung (30) direkt oder über zwischengeschaltete Mittel bei Ausfall mindestens einer Antriebsvorrichtung mindestens einen der beiden Kolben verstellt.Brake system according to one of the preceding embodiments, characterized in that two piston-cylinder systems, each with associated drive device are arranged side by side, in particular parallel to each other, wherein the actuating device ( 30 ) at least one of the two pistons is adjusted directly or via intermediary means in case of failure of at least one drive device.

Ausführungsbeispiel 17:Embodiment 17:

Bremsanlage nach Ausführungsbeispiel 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung einen Hebel oder den Drehpunkt einer Wippe (26) parallel zum Verstellweg der Kolben (1) der Kolben-Zylinder-Systeme verstellt, und jedes freie Ende eines Arms der Wippe (26) jeweils einem Kolben (1) zugeordnet ist.Brake system according to the embodiment 16 , characterized in that the actuating device is a lever or the pivot point of a rocker ( 26 ) parallel to the adjustment of the piston ( 1 ) adjusts the piston-cylinder systems, and each free end of one arm of the rocker ( 26 ) each a piston ( 1 ) assigned.

Ausführungsbeispiel 18:Embodiment 18:

Bremsanlage nach Ausführungsbeispiel 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Begrenzungselement (33) den Verschwenkbereich der Wippe (26) begrenzt.Brake system according to the embodiment 17 , characterized in that a limiting element ( 33 ) the pivoting range of the rocker ( 26 ) limited.

Ausführungsbeispiel 19:Embodiment 19:

Bremsanlage nach einem der Ausführungsbeispiele 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Wippe (26) an einem Kolben (34) gelagert ist, welcher in einem Zylinder parallel zu den von den Antreiben angetriebenen Kolben (1) verschieblich gelagert ist, wobei der Kolben (34) mittels mindestens einer, insbesondere nichtlinearen Feder (36, 36a) in Richtung Bremspedal druckbeaufschlagt ist, und die Feder zusammen mit dem Kolben einen sog. Wegsimulator bildet, und ein Sensor die Position des Kolben bestimmt.Brake system according to one of the embodiments 16 to 18 , characterized in that the rocker ( 26 ) on a piston ( 34 ) which is mounted in a cylinder parallel to the driven by the driving piston ( 1 ) is displaceably mounted, wherein the piston ( 34 ) by means of at least one, in particular non-linear spring ( 36 . 36a) is pressurized in the direction of the brake pedal, and the spring together with the piston forms a so-called. Wegsimulator, and a sensor determines the position of the piston.

Ausführungsbeispiel 20:Embodiment 20:

Bremsanlage nach Ausführungsbeispiel 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenhub des mit der Wippe (26) verbundenen Kolbens (34) durch einen Anschlag begrenzt ist, wobei der Anschlag über eine insbesondere elektromagnetische Stelleinrichtung abschaltbar ist.Brake system according to the embodiment 19 , characterized in that the piston stroke of the with the rocker ( 26 ) connected piston ( 34 ) is limited by a stop, wherein the stop via a particular electromagnetic actuator is switched off.

Ausführungsbeispiel 21:Embodiment 21:

Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kanal den Arbeitsraum (4) der KolbenZylindereinheit mit einem Reservoir (18) verbindet, wobei der Kolben (1) den Kanal (20) beim Einfahren in den Zylinder verschließt und der Kanal (20) in der Ausgangsstellung, d.h. lediglich bei fast oder vollständig zurückgefahrenem Kolben (1), geöffnet ist.Brake system according to one of the preceding embodiments, characterized in that a channel of the working space ( 4 ) of the piston-cylinder unit with a reservoir ( 18 ) connects, the piston ( 1 ) the channel ( 20 ) closes when entering the cylinder and the channel ( 20 ) in the initial position, ie only with almost or fully retracted piston ( 1 ), is open.

Ausführungsbeispiel 22:Embodiment 22:

Bremsanlage nach Ausführungsbeispiel 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein Absperrventil, insbesondere ein 2/2-Wegeventil (19) im Kanal (20) angeordnet ist.Brake system according to the embodiment 21 , characterized in that a shut-off valve, in particular a 2/2-way valve (19) in the channel ( 20 ) is arranged.

Ausführungsbeispiel 23Embodiment 23

Bremsanlage nach Ausführungsbeispiel 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung des Kolbens bei schneller Rückstellung des Kolbens aus dem Vorratsbehälter keine Flüssigkeit infolge Vakuum im Arbeitsraum nachschnüffelt.Brake system according to the embodiment 22 , characterized in that the seal of the piston with fast recovery of the piston from the reservoir nachschnüffelt no liquid due to vacuum in the working space.

Ausführungsbeispiel 24:Embodiment 24:

Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb eine Zahnstange (5a) antreibt, welche parallel zum Verstellweg des Kolbens (1), insbesondere neben dem Kolben, verschieblich und insbesondere reibungsarm gelagert ist, wobei die Zahnstange über ein Koppelglied (5) mit dem Kolben (1) insbesondere fest in Verbindung ist.Brake system according to one of the preceding embodiments, characterized in that the drive is a rack ( 5a) which parallel to the displacement of the piston ( 1 ), in particular next to the piston, slidably and in particular is mounted with low friction, wherein the rack via a coupling member ( 5 ) with the piston ( 1 ) is in particular firmly connected.

Ausführungsbeispiel 25:Embodiment 25:

Bremsanlage nach Ausführungsbeispiel 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feder (9) das Koppelglied oder die Zahnstange druckbeaufschlagt.Brake system according to the embodiment 16 , characterized in that a spring ( 9 ) pressurizes the coupling member or the rack.

Ausführungsbeispiel 26:Embodiment 26:

Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung in Abhängigkeit der Bewegung und/oder Kraftbeaufschlagung des Bremspedals und/oder des Fahrzustandes und/oder Bremswirkung einer elektrischen Maschine eine entsprechende Bremskraftverstärkung einregelt.Brake system according to one of the preceding embodiments, characterized in that the control in response to the movement and / or force of the brake pedal and / or the driving condition and / or braking action of an electric machine adjusts a corresponding brake booster.

Ausführungsbeispiel 27:Embodiment 27:

Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung den Bremsdruck im Arbeitsraum des Zylinders aus das dem Antriebsstrom des Antriebs ermittelt.Brake system according to one of the preceding embodiments, characterized in that the control determines the brake pressure in the working space of the cylinder from the drive current of the drive.

Ausführungsbeispiel 28:Embodiment 28:

Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksensor zur Ermittlung des Bremsdrucks im Arbeitsraum des Zylinders vorgesehen ist.Brake system according to one of the preceding embodiments 1 to 16 , characterized in that a pressure sensor for determining the brake pressure in the working space of the cylinder is provided.

Ausführungsbeispiel 29:Embodiment 29:

Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Regeleinrichtung einen Speicher hat, in dem ein Kennfeld mit verschiedenen Parametern zur Steuerung des Antriebs gespeichert ist.Brake system according to one of the preceding embodiments, characterized in that the control and regulating device has a memory in which a map is stored with various parameters for controlling the drive.

Ausführungsbeispiel 30:Embodiment 30:

Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung mittels mindestens eines Sensors, insbesondere eines Inkrementalgebers des Elektromotors die Kolbenposition ermittelt.Brake system according to one of the preceding embodiments, characterized in that the controller determines the piston position by means of at least one sensor, in particular an incremental encoder of the electric motor.

Ausführungsbeispiel 31:Embodiment 31:

Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb den Kolben aus dem Zylinder herausfährt, damit dieser mechanisch mit dem Bremspedal in Verbindung kommt und eine Kraft auf das Bremspedal ausübt.Brake system according to one of the preceding embodiments, characterized in that the drive moves the piston out of the cylinder so that it mechanically comes into contact with the brake pedal and exerts a force on the brake pedal.

Ausführungsbeispiel 32: Embodiment 32:

Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung zur Erzeugung eines schnellen Druckabbaus in der Radbremse vor dem Öffnen des jeweiligen Ventils ein Unterdruck mittels des zugehörigen Kolbens durch Vergrößern des Arbeitsraumes erzeugt.Brake system according to one of the preceding embodiments, characterized in that the controller generates a negative pressure by means of the associated piston by increasing the working space for generating a rapid pressure reduction in the wheel brake before opening the respective valve.

Ausführungsbeispiel 33:Embodiment 33:

Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Regeleinrichtung zum Aufbau eines erhöhten Blockierdrucks vor dem Öffnen des jeweiligen Ventils den Elektromotor der Antriebsvorrichtung mit ca. 120% des im Regelzyklus vorausgegangenen Blockierdrucks bestromt.Brake system according to one of the preceding embodiments, characterized in that the control and regulating device to build up an increased blocking pressure before opening the respective valve energized the electric motor of the drive device with about 120% of the preceding in the control cycle blocking pressure.

Ausführungsbeispiel 34:Embodiment 34:

Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass schnelle Energiespeicher für das Speichern von elektrischer Energie, insbesondere Kondensatoren mit großer Kapazität, zur Erzeugung von Impulsströmen vorgesehen sind.Brake system according to one of the preceding embodiments, characterized in that fast energy storage for the storage of electrical energy, in particular capacitors with large capacity, are provided for generating pulse currents.

Ausführungsbeispiel 35:Embodiment 35:

Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass ein zusätzlicher Antrieb die Betätigungseinrichtung oder den Anschlag des Wegsimulators verstellt, derart, das im Normalbetrieb die Betätigungseinrichtung nicht in mechanischer Verbindung zum Kolben ist.Brake system according to one of the preceding embodiments, characterized in that an additional drive adjusts the actuating device or the stop of the travel simulator, such that in normal operation, the actuating device is not in mechanical connection to the piston.

Ausführungsbeispiel 36:Embodiment 36:

Bremsanlage nach Ausführungsbeispiel 35, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Antrieb auf einen Wegsimulator wirkt, wobei bei einem niedrigem Blockierdruck der zusätzliche Antrieb den Wegsimulator während der Druckabsenkung in die Ausgangsstellung zurückbewegt, derart, dass die Betätigungseinrichtung mechanisch nicht mit dem Kolben in Verbindung ist.Brake system according to the embodiment 35 , characterized in that the additional drive acts on a travel simulator, wherein at a low blocking pressure of the additional drive the path simulator during the pressure reduction moves back to the starting position, such that the actuating device is not mechanically in communication with the piston.

Ausführungsbeispiel 37:Embodiment 37:

Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Regeleinrichtung das Ventil zum schnellen Schließen vorerregt, so dass das Ventil durch eine kleine Erregungsverstärkung unmittelbar schließt.Brake system according to one of the preceding embodiments, characterized in that the control and regulating device vorerregt the valve for rapid closing, so that the valve immediately closes by a small excitation gain.

Ausführungsbeispiel 38:Embodiment 38:

Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung mindestens eine Kolbenschwinge (60, 61) aufweist, mittels derer der Kolben verstellbar ist.Brake system according to one of the preceding embodiments, characterized in that the drive device at least one piston rocker ( 60 . 61 ), by means of which the piston is adjustable.

Ausführungsbeispiel 39:Example 39

Bremsanlage nach Ausführungsbeispiel 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenschwinge eine doppelarmige Kurbelschwinge (60, 60a) ist.Brake system according to the embodiment 38 , characterized in that the piston rocker a double-armed rocker arm ( 60 . 60a) is.

Ausführungsbeispiel 40:Embodiment 40:

Bremsanlage nach Ausführungsbeispiel 38 oder 39, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein abgekapseltes Getriebe ist und insbesondere im Motorgehäuse eingelagert ist.Brake system according to the embodiment 38 or 39 , characterized in that the transmission is an encapsulated transmission and in particular is stored in the motor housing.

Ausführungsbeispiel 41:Embodiment 41:

Bremsanlage nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben mittels eines innerhalb von dem Rotor eines Elektromotors angeordneten Spindelantrieb angetrieben ist.Brake system according to one of the embodiments 1 to 37 , characterized in that the piston is driven by means disposed within the rotor of an electric motor spindle drive.

Ausführungsbeispiel 42:Example 42

Bremsanlage nach Ausführungsbeispiel 41, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor über eine axial im Rotor verschieblich gelagerte Mutter den Kolben antreibt, wobei die Mutter über einen insbesondere mittels Elektromagnet oder Fliehkraft betätigten Hebel bei Drehung des Rotors in axialer Position gehalten ist, und bei Ausfall des elektrischen Antriebs die Spindel mitsamt der Mutter axial im Rotor verschiebbar ist.Brake system according to the embodiment 41 , characterized in that the rotor drives the piston via an axially displaceably mounted in the rotor nut, wherein the nut is held by a particular means of solenoid or centrifugal force operated lever upon rotation of the rotor in the axial position, and in case of failure of the electric drive, the spindle together the nut is axially displaceable in the rotor.

Ausführungsbeispiel 43:Embodiment 43:

Bremsanlage nach Ausführungsbeispiel 41 oder 42, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verdrehsicherung der Spindel über zwei Lagerstifte außerhalb des Kolbens, welche zugleich die Kolbenrückstellfedern aufnehmen, erfolgt.Brake system according to the embodiment 41 or 42 , characterized in that an anti-rotation of the spindle via two bearing pins outside of the piston, which at the same time receive the piston return springs takes place.

Ausführungsbeispiel 44:Embodiment 44:

Bremsanlage nach einem der Ausführungsbeispiele 41 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehfeder den Motor zurückstellt.Brake system according to one of the embodiments 41 to 43 , characterized in that a torsion spring resets the motor.

Ausführungsbeispiel 45:Embodiment 45:

Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsanlage eine zur Pedalkraft proportionale Verstärkung einregelt, wobei die Bremsanlage die Pedalkraft am Kolben ermittelt.Brake system according to one of the preceding embodiments, characterized in that the brake system adjusts a proportional to the pedal force gain, wherein the brake system determines the pedal force on the piston.

Ausführungsbeispiel 46:Embodiment 46:

Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Betätigungseinrichtung und dem jeweiligen Kolben ein Dämpfungselement, insbesondere in Form einer Blattfeder angeordnet ist, wobei die Blattfeder insbesondere an der Wippe (26) angeordnet ist, und dass an der Wippe oder dem Dämpfungselement ein Kraft und/oder Wegsensor zur Pedalkraftmessung angeordnet ist.Brake system according to one of the preceding embodiments, characterized in that between the actuating device and the respective piston a damping element, in particular in the form of a leaf spring is arranged, wherein the leaf spring in particular on the rocker ( 26 ) is arranged, and that a force and / or displacement sensor for pedal force measurement is arranged on the rocker or the damping element.

Ausführungsbeispiel 47:Embodiment 47:

Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kanal den Arbeitsraum (1') mit dem Reservoir verbindet, in dem ein Sicherheitsventil (80) angeordnet ist, welches im Falle eines klemmenden Kolbens öffnet und den Arbeitsraum (1') zum Druckabbau im Arbeitsraum mit dem Reservoir (18) verbindet.Brake system according to one of the preceding embodiments, characterized in that a channel of the working space ( 1' ) connects to the reservoir in which a safety valve ( 80 ) is arranged, which in the case of a clamping piston opens and the working space ( 1' ) for pressure reduction in the working space with the reservoir ( 18 ) connects.

Ausführungsbeispiel 48:Embodiment 48:

Bremsanlage nach Ausführungsbeispiel 47, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsventil ein mechanisch-hydraulisches oder ein elektromagnetisches Ventil ist.Brake system according to the embodiment 47 , characterized in that the safety valve is a mechanical-hydraulic or an electromagnetic valve.

Claims (22)

Bremsanlage, eine Betätigungseinrichtung (30), nämlich ein Bremspedal, einen Pedalwegsensor (38) zur Erfassung eines Pedalwegs des Bremspedals und eine Steuer- und Regeleinrichtung (22) aufweisend, wobei die Steuer- und Regeleinrichtung (22) unter Berücksichtigung des erfassten Pedalwegs eine Antriebsvorrichtung (5c, 6, 7, 7a) mit einem Elektromotor (8) steuert, wobei die Antriebsvorrichtung (5c, 6, 7, 7a) einen Kolben (1, 1a) eines Kolben-Zylinder-Systems über eine nicht-hydraulische Getriebevorrichtung verstellt, so dass sich im Arbeitsraum (4', 4a', 4b') des Zylinders ein Druck einstellt, wobei der Arbeitsraum (4', 4a', 4b') über eine Druckleitung (13) mit einer Radbremse in Verbindung ist, wobei bei Ausfall der Antriebsvorrichtung (5c, 6, 7, 7a) die Betätigungseinrichtung den Kolben (1) verstellt, gekennzeichnet durch: einen Stromsensor (23) zur Messung eines Stroms des Elektromotors, wobei die Steuer- und Regeleinrichtung (22) dazu ausgebildet ist, entsprechend einer Verstärkerkennlinie eine stromproportionale Drucksteuerung vorzunehmen, wobei unter Verwendung des Stromsensors (23) eine Position des Kolbens angefahren wird, die einem bestimmten Druck entspricht.Brake system, an actuating device (30), namely a brake pedal, a pedal travel sensor (38) for detecting a pedal travel of the brake pedal and a control and regulating device (22), wherein the control and regulating device (22) taking into account the detected pedal travel, a drive device (5c, 6, 7, 7a) with an electric motor (8), wherein the drive device (5c, 6, 7, 7a) adjusts a piston (1, 1a) of a piston-cylinder system via a non-hydraulic transmission device, so that in the working space (4 ', 4a', 4b ') of the cylinder, a pressure is established, wherein the working space (4', 4a ', 4b') via a pressure line (13) with a wheel brake in conjunction, said in case of failure the drive device (5c, 6, 7, 7a) the actuating device adjusts the piston (1), characterized by : a current sensor (23) for measuring a current of the electric motor, wherein the control and regulating device (22) is designed according to a Hide! make a current proportional pressure control rkerkennlinie, wherein using the current sensor (23) is moved to a position of the piston corresponding to a certain pressure. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Regeleinrichtung (22) dazu ausgebildet ist, die Strom- und Positionsmessung neben der Motorsteuerung zur indirekten Druckmessung nutzt. Brake system after Claim 1 , characterized in that the control and regulating device (22) is designed to use the current and position measurement in addition to the engine control for indirect pressure measurement. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die stromproportionale Drucksteuerung bei Inbetriebnahme ein Kennfeld angelegt wird, das verschiedenen Stromstärken Positionen des Kolbens zugeordnet.Brake system after Claim 1 or 2 , characterized in that for the current-proportional pressure control during commissioning a map is applied, the assigned different current strengths positions of the piston. Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kennfeld unter Verwendung eines Ausgangskennfelds erstellt wird, wobei das Ausgangskennfeld aus einer Druck-Volumen-Kennlinie der Radbremse, einem Motorkennwert , Getriebewirkungsgrad und Fahrzeugverzögerung gebildet ist.Brake system after Claim 3 , characterized in that the map is created using an output map, wherein the output map is formed of a pressure-volume curve of the wheel brake, an engine characteristic, transmission efficiency and vehicle deceleration. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Sensorsignal (24) verwandt wird, um die Position eines Rotors der Antriebsvorrichtung (5c, 6, 7, 7a) zu bestimmen.Brake system according to one of the preceding claims, characterized in that a further sensor signal (24) is used to determine the position of a rotor of the drive device (5c, 6, 7, 7a). Bremsanlage nach Anspruch einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Regeleinrichtung (22) bei nicht übereinstimmender Position des Kolbens (1) und Motormoment das Kennfeld adaptiert.Brake system according to claim one of Claims 3 to 5 , characterized in that the control and regulating device (22) adapted in the mismatched position of the piston (1) and engine torque the map. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet die Steuer- und Regeleinrichtung (22) die Druckänderungsgeschwindigkeit über die Geschwindigkeit des Kolbens (1) unter Berücksichtigung der Druck-Volumen-Kennlinie der Radbremse einregelt.Brake system after one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the control and regulating device (22) regulates the rate of pressure change over the speed of the piston (1), taking into account the pressure-volume characteristic of the wheel brake. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sensoreinrichtung die Stellung der Betätigungseinrichtung (30) ermittelt.Brake system after Claim 1 , characterized in that a sensor device determines the position of the actuating device (30). Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Vorgabe oder Einstellung einer Kraft/Weg-Charakteristik der Betätigungseinrichtung (30) mit dieser in Wirkverbindung ist.Brake system after Claim 1 , characterized in that a device for presetting or setting a force / displacement characteristic of the actuating device (30) is in operative connection with this. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckleitung (13) zur Radbremse (15, 17) mindestens ein von der Steuer- und Regeleinrichtung (22) gesteuertes Ventil (14, 16) angeordnet ist.Brake system after one of the Claims 1 to 8th , characterized in that in the pressure line (13) to the wheel brake (15, 17) at least one of the control and regulating device (22) controlled valve (14, 16) is arranged. Bremsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (14, 16) nach Erreichen des erforderlichen Bremsdrucks im Bremszylinder (15, 17) schließt und zur Einstellung eines neuen Bremsdrucks geöffnet ist.Brake system after Claim 10 , characterized in that the valve (14, 16) after reaching the required brake pressure in the brake cylinder (15, 17) closes and is open to set a new brake pressure. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 10 oder 11 insbesondere nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (14, 16) einen derart großen Öffnungsquerschnitt hat, dass es eine kleine Drosselwirkung besitzt.Brake system after one of the Claims 10 or 11 especially after Claim 10 , characterized in that the valve (14, 16) has such a large opening cross section that it has a small throttle effect. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) die erforderliche Druckänderung für die Bremskraftverstärkung (BKV) und das Antiblockiersystem (ABS) erzeugt.Brake system after one of the Claims 1 to 12 , characterized in that the piston (1) generates the required pressure change for the brake booster (BKV) and the anti-lock braking system (ABS). Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feder (9) den Kolben (1) oder die Antriebsvorrichtung kraftbeaufschlagt, wobei die Federkraft in die Richtung wirkt, das der Arbeitsraum vergrößert wird.Brake system after one of the Claims 1 to 13 characterized in that a spring (9) urges the piston (1) or the drive device, the spring force acting in the direction that the working space is increased. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (8) eine kleine Zeitkonstante und/oder ein großes Beschleunigungsvermögen aufweist.Brake system after one of the Claims 1 to 14 , characterized in that the electric motor (8) has a small time constant and / or a high acceleration capacity. Bremsanlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (8) bei geschlossenem Ventil (14, 16) mit einem Erregerstrom bestromt wird, der dazu ausreicht, den Kolben (1) gegen die Federkraft in Position zu halten.Brake system after Claim 16 , characterized in that the electric motor (8) is energized with the valve closed (14, 16) with an excitation current sufficient to keep the piston (1) against the spring force in position. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erzeugung der Bremskraftverstärkung die Betätigungsvorrichtung nicht oder nicht in direkter mechanischer Verbindung mit dem Kolben oder der Antriebseinrichtung ist, und lediglich bei Ausfall der Antriebsvorrichtung oder bei Aktivierung des ABS der Kolben in mechanischer Verbindung mit der Betätigungsvorrichtung ist. Brake system according to one of the preceding claims, characterized in that in the generation of the brake booster, the actuating device is not or not in direct mechanical communication with the piston or the drive means, and only in case of failure of the drive device or upon activation of the ABS, the piston in mechanical communication with the actuator is. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung in Abhängigkeit der Bewegung und/oder Kraftbeaufschlagung des Bremspedals und/oder des Fahrzustandes und/oder Bremswirkung einer elektrischen Maschine eine entsprechende Bremskraftverstärkung einregelt.Brake system according to one of the preceding claims, characterized in that the control in response to the movement and / or force of the brake pedal and / or the driving condition and / or braking action of an electric machine adjusts a corresponding brake booster. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksensor zur Ermittlung des Bremsdrucks im Arbeitsraum des Zylinders vorgesehen ist.Brake system according to one of the preceding Claims 1 to 18 , characterized in that a pressure sensor for determining the brake pressure in the working space of the cylinder is provided. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Regeleinrichtung (22) einen Speicher hat, in dem ein/das Kennfeld mit verschiedenen Parametern zur Steuerung des Antriebs gespeichert ist.Brake system according to one of the preceding claims, characterized in that the control and regulating device (22) has a memory in which a / the map is stored with various parameters for controlling the drive. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Regeleinrichtung (22) unter Verwendung eines Inkrementalgebers des Elektromotors die Kolbenposition ermittelt.Brake system according to one of the preceding claims, characterized in that the control and regulating device (22) determines the piston position using an incremental encoder of the electric motor. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben mittels Spindelantrieb angetrieben ist.Brake system after one of the Claims 1 to 21 , characterized in that the piston is driven by means of spindle drive.

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