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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht aus von einem Bremskraftverstärker für
ein Fahrzeug nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs
1 und von einem korrespondierenden Fremdkraftbremssystem für
ein Fahrzeug nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs
8.
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Durch
die Definition Brake-by-Wire-Bremssystem wird ein so genanntes Fremdkraftbremssystem
beschrieben, bei dem ohne eine direkte Übertragung der
Muskelkraft des Fahrers auf das bremsmomenterzeugende Element mit
einem Bremskraftverstärker das erforderliche Bremsmoment
erzeugt wird. Bremsanlagen, bei denen die Fußkraft zusätzlich
zu einer von einem Bremskraftverstärker erzeugten Verstärkungskraft
eingesetzt wird, sind so genannte Hilfskraftbremsanlagen, die im
Pkw-Sektor zu den meist verbreiteten Bremsanlagen gehören.
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In
der Offenlegungsschrift
WO
2005/014351 A1 wird eine so genannte Brake-by-Wire-Bremsanlage
beschrieben. Die beschriebene Bremsanlage wird durch eine Bremsbetätigungseinheit
betätigt, die einen Bremskraftverstärker, der
als Unterdruckbremskraftverstarker ausgeführt ist, einen
dem Bremskraftverstärker nachgeschalteten Hauptbremszylinder, Mittel
zum Erfassen eines Fahrerverszögerungswunsches und einen
Pedalwegsimulator umfasst. Der Bremskraftverstärker kann
sowohl mittels eines Bremspedals als auch mittels einer elektronischen Steuereinheit
fahrerwunschabhängig betätigt werden, wobei Mittel
vorhanden sind, die eine kraftübertragende Verbindung zwischen
dem Bremspedal und dem Bremskraftverstärker während
der Brake-by-Wire-Betriebsart entkoppeln. Der Pedalwegsimulator
simuliert während der Brake-by-Wire-Betriebsart unabhängig
von einer Betätigung des Bremskraftverstärkers
eine auf das Bremspedal wirken de Rückstellkraft, wobei
der Pedalwegsimulator während der Brake-by-Wire-Betriebsart
bei der Entkopplung der kraftübertragenden Verbindung zwischen
dem Bremspedal und dem Bremskraftverstärker zuschaltbar
ist und außerhalb der Brake-by-Wire-Betriebsart abschaltbar
ist. Das Zu- bzw. Abschalten des Pedalwegsimulators erfolgt durch
elektromechanische, elektrohydraulische oder pneumatische Schaltmittel.
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Offenbarung der Erfindung
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Der
erfindungsgemäße Bremskraftverstärker für
ein Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs
1 hat demgegenüber den Vorteil, dass eine Übertragungsvorrichtung
als Hebelanordnung ausgeführt ist, wobei ein erstes Hebelende über
einen ersten Hebelarm und einen ersten Kopplungspunkt mit einem
Kolben eines Hauptbremszylinders gekoppelt ist, und ein zweites
Hebelende über einen zweiten Hebelarm und einen zweiten
Kopplungspunkt mit einem Energiespeicherelement gekoppelt ist. Während
einer ersten Betriebsart, vorzugsweise einer Break-by-Wire-Betriebsart,
erzeugt die Energiespeichereinheit über die Übertragungsvorrichtung,
die von einer Auswerte- und Steuereinheit korrespondierend mit den
Hebelgesetzen gesteuert ist, am ersten Kopplungspunkt eine Bremskraft,
die auf den Kolben des Hauptbremszylinders wirkt, um im Hauptbremszylinder
einen Bremsdruck aufzubauen und/oder abzubauen. Während
der ersten Betriebsart ist ein mit einem Pedalsimulator gekoppeltes
Bremspedal mechanisch vom Kolben des Hauptbremszylinders entkoppelt.
Zudem wird die Übertragungsvorrichtung zur Bremskraftverstärkung von
einem Antriebselement, vorzugsweise einem Elektromotor, angetrieben.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Hebelanordnung
und der Verwendung des Energiespeichers kann zur Erzeugung der Bremskraft
ein gegenüber dem Stand der Technik leistungsreduziertes
Antriebselement verwendet werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin,
dass die Energie, welche zum Betätigen des Bremssystems
verwendet wird, teilweise wieder in den Energiespeicher zurückgeführt
werden kann. Der Energiespeicher kann beispielsweise als Schraubenfeder,
Torsionsstabfeder, Elastomerelement usw. ausgeführt werden.
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Der
erfindungsgemäße Bremskraftverstärker kann über
den mit dem Bremspedal gekoppelten Pedalsimulator fahrerabhängige
Bremswünsche erfassen und erkennen und über das
von einer Auswerte- und Steuereinheit gesteuerte Antriebselement
und den Energiespeicher sowohl fahrerabhängige als auch
fahrerunabhängige Bremsvorgänge ausführen. Dadurch
können verschiedene Komfort- und Sicherheitsfunktionen
umgesetzt werden, wie beispielsweise eine Bremsassistenzfunktion,
eine ACC-Funktion (Adaptiv Cruise Control), d. h. eine adaptive
Geschwindigkeitsregelungsfunktion, eine Soft-Stop-Funktion, d. h.
eine Verringerung des Bremsrucks beim Übergang in den Stillstand,
eine Hill-Hold-Funktion, d. h. das Fahrzeug wird bei einem Stillstand
an einem Berg automatisch in seiner augenblicklichen Position gehalten,
eine APB-Funktion (Automatische Parkbremsfunktion), eine fahrerunabhängige
Notbremsfunktion usw.
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Das
erfindungsgemäße Fremdkraftbremssystem für
ein Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs
8 hat den Vorteil, dass durch die reduzierte Leistungsaufnahme des
erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers
auch die Leistungsaufnahme des erfindungsgemäßen
Fremdkraftbremssystems, in dem der erfindungsgemäße Bremskraftverstärker
implementiert ist, in vorteilhafter Weise deutlich reduziert wird.
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Durch
die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten
Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen
des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Bremskraftverstärkers
und des im unabhängigen Patentanspruch 8 angegebenen Fremdkraftbremssystems
möglich.
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Besonders
vorteilhaft ist, dass eine Schwenkachse der Hebelanordnung, die
Ausgangspunkt der Hebelarme ist, durch ein Übertragungselement
verstellbar ist. Das Übertragungselement wird zur Einstellung
von verschiedenen Hebelarmen vom Antriebselement angetrieben, das
von einer Auswerte- und Steuereinheit gesteuert ist. Durch die Einstellung
von verschiedenen Hebelarmen können am ersten Kopplungspunkt
verschiedene Bremskräfte erzeugt werden, die auf den Kolben
des Hauptbremszylinders wirken. Das Antriebselement und das Übertragungselement
können als eine beliebige Antriebs-Getriebe-Kombination
ausgeführt werden, die in der Lage ist, die Schwenkachse
der Hebelanordnung zu verstellen. Das Antriebselement kann beispielsweise
als Elektromotor ausgeführt werden und das Übertragungselement
kann als Translation-Translations-Getriebe, Rotations-Translations-Getriebe,
als Gewindetrieb usw. ausgeführt werden. Die Hebelanordnung
kann beispielsweise einen Kipphebel umfassen, der über
die als Kippachse ausgeführte Schwenkachse gekippt wird.
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In
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers
ist das Bremspedal mit dem Pedalsimulator und einer Kopplungsstange
verbunden, deren Stirnseite während der ersten Betriebsart durch
einen vorgebbaren Abstand mechanisch von einem dritten Kopp lungspunkt
am ersten Hebelende entkoppelt ist. Der Pedalsimulator erfasst während der
ersten Betriebsart und bei einem fahrerabhängigen Bremsvorgang
einen Verzögerungswunsch am Bremspedal und ermittelt eine
korrespondierende Pedalkraft und leitet das Erfassungs- und/oder
Ermittlungsergebnis an die Auswerte- und Steuereinheit weiter, welche
die Übertragungsvorrichtung zur Erzeugung der entsprechenden
Bremskraft ansteuert, die mit der ermittelten Pedalkraft korrespondiert. Zudem
erzeugt der Pedalsimulator eine entsprechende haptische Rückmeldung
und gibt diese an das Bremspedal aus. Bei einem fahrerunabhängigen Bremsvorgang
erhält die Auswerte- und Steuereinheit die entsprechenden
Vorgaben von anderen Fahrzeugsystemen und stellt die entsprechende Bremskraft
am ersten Kopplungspunkt über die Übertragungseinheit
ein. Die Höhe der am ersten Kopplungspunkt wirkenden Bremskraft
kann korrespondierend mit den Hebelgesetzen durch Verschieben der
Schwenkachse der Hebelanordnung eingestellt werden. Das bedeutet,
dass durch Verschieben der Schwenkachse ein beliebiger Verstärkungsfaktor für
die Fremdkraft im Verhältnis zur Pedalkraft eingestellt
werden kann bzw. eine beliebige Bremskraft gemäß den
Vorgaben von anderen Fahrzeugsystemen eingestellt werden kann. Die
Auswerte- und Steuereinheit kann beispielsweise die aktuell wirkende
Pedalkraft über entsprechende Sensoreinheiten ermitteln
und die gewünschte korrespondierende Fremdkraft über
die Verschiebung der Schwenkachse einstellen.
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In
weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers
ist die Kopplungsstange so ausgeführt, dass diese während
einer zweiten Betriebsart, vorzugsweise einer Notbetriebsart, den vorgegebene
Abstand überwindet, so dass die Stirnseite der Kopplungsstange
am dritten Kopplungspunkt anliegt, um die am Bremspedal erzeugte
Pedalkraft auf den Kolben des Hauptbremszylinders zu übertragen.
Während der zweiten Betriebsart ist der Pedalsimulator
deaktiviert und/oder überbrückt. Dadurch ist es
dem Fahrer im Falle einer Störung des Bremskraftverstärkers
oder bei einem Spannungsausfall möglich, durch die Kopplung
zwischen dem Kolben des Hauptbremszylinders und dem Bremspedal über
die Kopplungsstange das erfindungsgemäße Fremdkraftbremssystem
nur per Muskelkraft zu betätigen. Die Schwenkachse kann
während des Notbetriebs so eingestellt werden, dass die
Wirkachse des zweiten Kopplungspunktes auf eine Ebene mit der Schwenkachse
gesetzt ist, so dass die entsprechende Bremskraft nur aus der am
ersten Kopplungspunkt wirkenden Pedalkraft erzeugt wird. Während
des Notbetriebs wird die Schwenkachse beispielsweise über
ein Rückstellelement auf die Ebene der Wirkachse des zweiten
Kopplungspunktes gesetzt. Das Rückstellelement kann beispielsweise
als Schraubenfeder, Torsionsstabfeder, Elastomerelement usw. ausgeführt
werden.
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Zusätzlich
oder alternativ kann die Auswerte- und Steuereinheit während
eines Bremsschlupfregelvorgangs und/oder eines Bremsdruckregelvorgangs über
mindestens eine Sensoreinheit einen aktuellen Bremsdruck im Hilfskraftbremssystem
ermitteln und die Schwenkachse der Hebelanordnung über
das vom Antriebselement angetriebene Übertragungselement
entsprechend dem von der Auswerte- und Steuereinheit ermittelten
Bremsdruck einstellen. Dadurch kann am ersten Kopplungspunkt eine
entsprechende Bremskraft erzeugt werden und der aktuelle Bremsdruck
im Bremssystem kann erhöht oder reduziert werden. Dies
ermöglicht insbesondere eine Reduzierung des Vordrucks
bei Bremsschlupfregelvorgängen, wodurch eine Rückförderleistung
einer ABS/ESP-Rückförderpumpe reduziert werden
kann und somit ein ABS/ESP-Pumpenmotor mit einer reduzierten Leistung
eingesetzt werden kann.
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Die
Auswerte- und Steuereinheit ermittelt den Bremsdruck beispielsweise
aus einem einzelnen Sensorsignal oder aus einer Kombination von
mehreren Sensorsignalen. Der aufgebaute Bremsdruck kann beispielsweise über
den Pedalsimulator und/oder aus einem über einen Wegsensor
an der Kopplungsstange erfassten Betätigungsweg geschätzt
werden und/oder über eine von einem Kraftsensor am Bremspedal
oder an der Kopplungsstange erfasste Kraft berechnet werden. Zusätzlich
oder alternativ kann der Bremsdruck durch einen von einem Winkelsensor
am Bremspedal erfassten Betätigungswinkel geschätzt
werden. Des Weiteren kann der Bremsdruck direkt an einem in den
Zuleitungen zu einem Fluidblock und/oder im Hauptbremszylinder angeordneten
Drucksensor erfasst, oder über einen Wegsensor am Hauptbremszylinder
geschätzt werden, der den zurückgelegten Weg des
Kolbens erfasst.
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In
weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers
können die Wirkachse des ersten Koppelpunkts und die Wirkachse
des dritten Kopplungspunkts auf einer Ebene liegen. Alternativ können
die Wirkachse des ersten Koppelpunkts und die Wirkachse des dritten
Kopplungspunkts parallel zueinander liegen und um einen vorgegebenen Abstand
versetzt angeordnet werden. Durch den Versatz der Wirkachse der
Kopplungsstange zur Wirkachse des Kolbens des Hauptbremszylinders
kann eine zusätzliche Kraftverstärkung der Fahrerbetätigung
auf den Kolben des Hauptbremszylinders hervorgerufen werden. Dieser
Effekt ist vor allem während des Notbetriebs von Vorteil,
bei dem die Bremskraft nur durch die Pedalkraft erzeugt wird.
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Vorteilhafte,
nachfolgend beschriebene Ausführungsformen der Erfindung
sind in den Zeichnungen dargestellt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
einzige Figur zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen
Fremdkraftbremssystems, das eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Bremskraftverstärkers umfasst.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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Wie
aus der einzigen Figur ersichtlich ist, umfasst ein erfindungsgemäßes
Fremdkraftbremssystem 1 für ein Fahrzeug ein Bremspedal 2,
einen Bremskraftverstärker 10 und einen Hauptbremszylinder 20 mit
einem Fluidbehälter 22, der als Ausgleichsbehälter
verwendet wird. Über den Hauptbremszylinder 20 und
einen Fluidblock 30 können mehrere Radbremsen 42, 44, 46, 48 mit
einem vorgebbaren Bremsdruck angesteuert werden. Zum Aufbau oder
Abbau eines Bremsdrucks wirkt während einer ersten Betriebsart,
vorzugsweise einer Break-by-Wire-Betriebsart, der Bremskraftverstärker 10 auf
einen Kolben 21 des Hauptbremszylinders 20 und
während einer zweiten Betriebsart, vorzugsweise einer Notbetriebsart,
wirkt das Bremspedal 2 auf den Kolben 21 des Hauptbremszylinders 20.
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Wie
aus der Figur weiter ersichtlich ist, umfasst der erfindungsgemäße
Bremskraftverstarker 10 einen Pedalsimulator 4,
der mit dem Bremspedal 2 gekoppelt ist, eine Übertragungsvorrichtung 12,
die mit dem Kolben 21 des Hauptbremszylinders 20 gekoppelt
ist, ein Antriebselement 13, das vorzugsweise als Elektromotor
ausgeführt ist, und einen Energiespeicher 50,
der beispielsweise als Schraubenfeder, Torsionsstabfeder, Elastomerelement
usw. ausgeführt ist. Die Übertragungsvorrichtung 12 ist
als Hebelandordnung ausgeführt und umfasst einen Kipphebel 14,
ein Übertragungselement 16, eine als Kippachse
ausgeführte Schwenkachse 15 und ein Rückstellelement 17.
Ein oberes Kipphebelende 14.1 ist über einen ersten
Hebelarm L1 und einen ersten Kopplungspunkt 14.4 über
einen Kopplungsstempel 23 mit dem Kolben 21 des
Hauptbremszylinders 20 gekoppelt. Ein unteres Kipphebelende 14.2 ist über einen
zweiten Hebelarm L2, der ebenfalls von der Kippachse 15 ausgeht,
und einen zweiten Kopplungspunkt 14.5 über ein
Kopplungselement 52 mit dem Energiespeicherelement 50 gekoppelt.
Zudem ist das Bremspedal 2 mit einer Kopplungsstange 3 verbunden,
deren Stirnseite 3.1 während der ersten Be triebsart
durch einen vorgebbaren Abstand 5 mechanisch von einem
dritten Kopplungspunkt 14.6 am oberen Kipphebelende 14.1 entkoppelt
ist, wobei der dritte Kopplungspunkt 14.6 einen von der
Schwenkachse 15 ausgehenden dritten Hebelarm L3 aufweist.
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Während
der ersten Betriebsart erfasst der Pedalsimulator 4 bei
einem fahrerabhängigen Bremsvorgang einen Verzögerungswunsch
am Bremspedal 2, ermittelt eine korrespondierende Pedalkraft
und/oder einen korrespondierenden Pedalweg und leitet das Erfassungs-
und/oder Ermittlungsergebnis an die Auswerte- und Steuereinheit 11 weiter,
welche die Übertragungsvorrichtung 12 zur Erzeugung
der entsprechend verstärkten Pedalkraft ansteuert. Zudem
erzeugt der Pedalsimulator 4 eine entsprechende haptische
Rückmeldung und gibt diese an das Bremspedal 2 zur
Rückmeldung an den Fahrer aus. Über die durch
das Übertragungselement 16 verstellbare als Kippachse
ausgeführte Schwenkachse 15 der Hebelanordnung 14 kann
die Auswerte- und Steuereinheit 11 verschiedene Hebelarme
L1, L2 einstellen, um korrespondierend mit den Hebelgesetzen über
die vom Energiespeicherelement 50 am zweiten Kopplungspunkt 14.5 erzeugte Fremdkraft
am ersten Kopplungspunkt 14.4 eine entsprechende Bremskraft
zu erzeugen, die auf den Kolben 21 des Hauptbremszylinders 20 wirkt,
um im Hauptbremszylinder 20 einen Bremsdruck aufzubauen
und/oder abzubauen. Bei einem fahrerunabhängigen Bremsvorgang
stellt die Auswerte- und Steuereinheit 11 über
die Übertragungsvorrichtung 12 eine von einem
Fahrzeugsystem vorgegebene Bremskraft am ersten Kopplungspunkt 14.4 ein,
die auf den Kolben 21 des Hauptbremszylinders 20 wirkt,
um im Hauptbremszylinder 20 einen Bremsdruck aufzubauen
und/oder abzubauen.
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Während
einer zweiten Betriebsart, vorzugsweise einer Notbetriebsart, überwindet
die Kopplungsstange 3 den vorgegebenen Abstand 5,
so dass die Stirnseite 3.1 der Kopplungsstange 3 am
dritten Kopplungspunkt 14.6 mit dem dritten Hebelarm L3 anliegt,
um die am Bremspedal 2 erzeugte Pedalkraft über
den Kopplungsstempel 23 auf den Kolben 21 des
Hauptbremszylinders 20 zu übertragen. Während
der zweiten Betriebsart ist der Pedalsimulator 4 deaktiviert
und/oder überbrückt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
liegen eine Wirkachse des ersten Koppelpunkts 14.4 und
eine Wirkachse des dritten Kopplungspunkts 14.6 auf einer
Ebene, d. h. der erste und dritte Hebelarm L1 und L3 weisen ausgehend
von der Kippachse 15, welche den Kipppunkt 14.3 des
Kipphebels 14 über ein Auflageelement 15.1 vorgibt,
die gleiche Länge auf.
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Die
Kippachse 15 des Kipphebels 14, die Ausgangspunkt
der verschiedenen Hebelarme L1, L2 L3 ist, kann durch ein als Gewindetrieb
ausgeführtes Übertragungselement 16 verstellt
werden, das von dem als Elektromotor ausgeführten Antriebselement 13 angetrieben
wird, um am ersten Kopplungspunkt 14.4 die gewünschte
Bremskraft zu erzeugen, die auf den Kolben 21 des Hauptbremszylinders 20 wirkt.
Zur Ansteuerung des als Elektromotor ausgeführten Antriebselements 13 und
zur Einstellung von verschiedenen Hebelarmen L1, L2, L3, die verschiedene
korrespondierende Bremskräfte am ersten Kopplungspunkt 14.4 bewirken,
empfängt die Auswerte- und Steuereinheit 11 Signale
vom Pedalsimulator 4 und/oder von mehreren Sensoreinheiten 60, 62, 64 und/oder
von anderen Fahrzeugsystemen und wertet diese aus.
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Bei
einem fahrerabhängigen Bremsvorgang kann die entsprechende
am ersten Kopplungspunkt 14.4 wirkende Bremskraft aus der
am zweiten Kopplungspunkt 14.5 wirkenden Fremdkraft des
Energiespeicherelements 50 erzeugt werden. Die Größe
der entsprechenden Bremskraft kann die Auswerte- und Steuereinheit 11 korrespondierend
mit den Hebelgesetzen durch Verschieben der Kippachse 15 des Kipphebels 14 einstellen.
Die Auswerte- und Steuereinheit 11 kann beispielsweise
die aktuell wirkende Pedalkraft über eine erste Sensoreinheit 60 ermitteln und
die gewünschte korrespondierende Fremdkraft über
die Verschiebung der Kippachse 15 einstellen. Somit kann
die Auswerte- und Steuereinheit 11 durch Verschieben der
Kippachse 15 einen beliebigen Verstärkungsfaktor
für die Fremdkraft im Verhältnis zur Pedalkraft
einstellen. Zusätzlich oder alternativ kann die Auswerte-
und Steuereinheit 11 während eines Bremsschlupfregelvorgangs
und/oder eines Bremsdruckregelvorgangs über mindestens
eine Sensoreinheit 60, 62, 64 einen aktuellen
Bremsdruck im Fremdkraftbremssystem 1 ermitteln und die
Kippachse 15 des Kipphebels 14 entsprechend dem
ermittelten Bremsdruck einstellen, um den aktuellen Bremsdruck zu
erhöhen oder zu reduzieren.
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Die
Auswerte- und Steuereinheit 11 ermittelt den Bremsdruck
beispielsweise aus einem einzelnen Sensorsignal oder aus einer Kombination
von mehreren Sensorsignalen. Der aufgebaute Bremsdruck kann beispielsweise über
den Pedalsimulator 4 ermittelt werden und/oder über
einen von einem Wegsensor an der Kopplungsstange 3 ermittelten Betätigungsweg
geschätzt werden und/oder über eine von einem
Kraftsensor an der Kopplungsstange 3 ermittelten Pedalkraft
berechnet werden. Zusätzlich oder alternativ kann der Bremsdruck
aus einem von einem Winkelsensor am Bremspedal 2 erfassten Betätigungswinkel
geschätzt werden. Über eine Sensoreinheit 60 kann
die Auswerte- und Steu ereinheit 11 den Bremsdruck im Hauptbremszylinder 20 direkt messen
oder über einen Wegsensor am Hauptbremszylinder 20,
der den zurückgelegten Weg des Kolbens 21 erfasst,
den Bremsdruck schätzen. Über eine Sensoreinheit 62 kann
die Auswerte- und Steuereinheit 11 den Bremsdruck in einem
ersten Bremskreis, der die Radbremsen 42 und 44 umfasst
direkt messen. Über eine Sensoreinheit 64 kann
die Auswerte- und Steuereinheit 11 den Bremsdruck in einem
zweiten Bremskreis, der die Radbremsen 46 und 48 umfasst
direkt messen. Die durch die Auswerte- und Steuereinheit 11 durchgeführte
Einstellung des Bremsdrucks ermöglicht, dass ein Vordruck
für Bremsschlupfregelvorgänge und/oder Bremsdruckregelvorgänge
reduziert werden kann, die beispielsweise vom Fluidblock 30 bei
der Ausführung von ABS/ESP-Funktionen (ABS: Antiblockiersystem, ESP:
Elektronisches Stabilitätsprogramm) durchgeführt
werden. Dadurch kann eine Rückförderleistung einer
ABS/ESP-Rückförderpumpe reduziert werden und es
kann somit ein ABS/ESP-Pumpenmotor mit einer reduzierten Leistung
eingesetzt werden.
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Bei
einem fahrerunabhängigen Bremsvorgang, d. h. während
einer ACC-Funktion, einer Hill-Hold-Funktion, einer APB-Funktion
usw., wird die entsprechende Bremskraft am ersten Kopplungspunkt 14.4 von
der Auswerte- und Steuereinheit 11 aus der am zweiten Kopplungspunkt 14.5 wirkenden Fremdkraft
erzeugt. Hierbei stellt die Auswerte- und Steuereinheit 11 die
gewünschte Bremskraft ohne Einfluss des Fahrers korrespondierend
mit den Hebelgesetzen durch Verschieben der Kippachse 15 des
Kipphebels 14 ein.
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Durch
das Verstellen der Kippachse 15 können die Hebelarme
L1 und L2 variiert werden. Durch die Veränderung der Hebelarme
L1 und L2 werden aufgrund des Hebelgesetzes die am Kipphebel 14 angebundenen
Systeme beeinflusst. An einer Seite des Kipphebels 14 mit
dem zweiten Hebelarm L2 ist das Energiespeicherelement 50 angebunden.
Die andere Seite des Kipphebels mit dem ersten Hebelarm L1 ist über
den Kopplungstempel 23 mit dem Hauptbremszylinder 20 verbunden.
Beide Systeme, d. h. Energiespeicherelement 50 und Hauptbremszylinder 20,
stellen eine Kraft-Weg-Kennlinie bereit, und über die Verstellung
der Hebelarme L1 und L2 kann ein Energiebetrag zwischen den beiden
Systemen verschoben werden.
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Bei
Ausfall des Antriebselements 13, d. h. während
eines Notbetriebs, wird die Kippachse 15 mit der Wirkachse
des Energiespeicherelementes 50 durch ein Rückholelement 17,
das hier als Rückholfeder ausgeführt ist, auf
eine Ebene gesetzt. Dies bedeutet, dass der zweite Hebelarm L2 =
0 wird. Während des Notbetriebs und der Verschiebung der
Kippachse 15 zu L2 = 0, kann der Fahrer über die
mechanische Verbindung zwischen dem Bremspedal 2 und dem
Kolben 21 des Hauptbremszylinder 20 direkt auf
diesen einwirken, so dass die am ersten Kopplungspunkt 14.4 wirkende
Bremskraft nur aus der am dritten Kopplungspunkt 14.6 wirkenden
Pedalkraft erzeugt wird. Da der erste und dritte Hebelarm L1 und
L3 gleich lang sind, entspricht die Bremskraft der Pedalstangenkraft.
Die Stellung der Kippachse 15 während des Notbetriebs
ist strichzweipunktiert dargestellt. Alternativ kann die Übertragungsvorrichtung 12 so
ausgeführt werden, dass die Arbeitsfähigkeit während
des Notbetriebs auch ohne Rückholelement 17 erhalten
bleibt (fail operational).
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Bei
einer alternativen nicht dargestellten Ausführungsform,
können eine Wirkachse des ersten Koppelpunkts 14.4 mit
dem ersten Hebelarm L1 und die Wirkachse des dritten Kopplungspunkts 14.6 mit dem
dritten Hebelarm L3 parallel zueinander liegen und um einen vorgegebenen
Abstand von einander versetzt angeordnet werden.
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Durch
den Versatz der Wirkachse der Kopplungsstange 3 und der
Wirkachse des Kolbens 21 des Hauptbremszylinders 20 und
dem dadurch hervorgerufenen Versatz des ersten Kopplungspunktes 14.4 und
des dritten Kopplungspunktes 14.6 kann bei einem positiven
Abstand, d. h. der dritte Hebelarm L3 ist länger als der
erste Hebelarm L1 eine zusätzliche mechanische Verstärkung
der am dritten Kopplungspunkt 14.6 wirkenden Pedalkraft
auf die am ersten Kopplungspunkt 14.4 auf den Kolben 21 wirkende Bremskraft
erzielt werden. Dieser Effekt ist vor allem während des
Notbetriebs von Vorteil, d. h. wenn sich die Kippachse 15 in
der strichzweipunktiert dargestellten Position befindet.
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Durch
die reduzierte Leistungsaufnahme des erfindungsgemäßen
Bremskraftverstärkers, der eine Hebelanordnung und einen
Energiespeicher umfasst, kann auch die Leistungsaufnahme des erfindungsgemäßen
Fremdkraftbremssystems, in dem der erfindungsgemäße
Bremskraftverstärker implementiert ist, in vorteilhafter
Weise deutlich reduziert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2005/014351
A1 [0003]