DE3717547A1

DE3717547A1 - Bremsbetaetigungsvorrichtung fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3717547A1
Application number: DE19873717547
Authority: DE
Inventors: Juergen Schonlau
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1987-05-25
Filing date: 1987-05-25
Publication date: 1988-12-15
Also published as: JPS63306961A; GB2205134A; GB2205134B; GB8811550D0; US4914917A; FR2615811A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsbetätigungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Heutzutage übliche Bremsbetätigungsvorrichtungen dieser Art haben aufgrund der auf niedrige Kosten ausgerichteten Leicht bauweise den Nachteil der großen Volumenaufnahme beim Brem sen, was sich in einem langen Pedalweg und einem schwammigen Pedalgefühl bemerkbar macht. Der vermehrte Einsatz von Brems sätteln mit zur Vermeidung der Geräuschbildung vergleichswei se großem Lüftspiel erfordert somit teilweise einen Füllstu fen-Hauptzylinder, wodurch das Pedalgefühl für den Fahrer weiter verschlechtert wird. Da der maximale Pedalweg nicht verlängert werden kann bzw. soll, müssen teilweise bei schwe ren Kraftfahrzeugen die Tandem-Hauptzylinderdurchmesser ver größert werden, was wiederum einen höheren Verstärkungsfak tor und zur Erfüllung der gesetzlichen Vorschriften bei Ver stärkerausfall einen Übersetzungssprung erforderlich macht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Bremsbetäti gungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der trotz auf geringe Kosten ausge richteter Leichtbauweise der Pedalweg optimal an die Bedürf nisse des Autofahrers angepaßt werden kann, wobei insbesonde re der Pedalweg herabgesetzt sein und ein den tatsächlichen Bremsverhältnissen entsprechendes Pedalgefühl beim Bremsen hervorgerufen werden sollen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der hydraulische Kolben des hydraulischen Bremskraftverstärkers von einer hydraulischen Druckquelle über ein normalerweise geschlossenes Öffnungsventil beaufschlagt ist, welches durch eine Funktionselektronik, die über einem Steuereingang als Führungsgröße ein für den Pedalweg repräsentatives, von einem Wegsensor abgeleitetes Eingangssteuersignal empfängt, derart abwechselnd geöffnet und geschlossen wird, daß der hy draulische Bremsdruckaufbau entsprechend einer in der Funk tionselektronik abgespeicherten vorbestimmten Funktion zwi schen Pedalweg und Bremsdruck ohne einen Leerweg des Bremspe dals erfolgt.

Durch Einschaltung der Funktionselektronik kann somit jede gewünschte Funktion zwischen Pedalweg und Bremsdruck im Hauptzylinder realisiert werden, so daß insbesondere auch der Leerweg zur Überwindung des Lüftspiels praktisch vermie den werden kann und die am Bremspedal hervorgerufene Reak tionskraft in dem gewünschten direkten Verhältnis zur erziel ten Bremswirkung stehen kann.

Besonders bevorzugt ist es, wenn der Druck im Druckraum des hydraulischen Bremskraftverstärkers mit dem Pedalweg nach einer vorbestimmten Funktion stärker als bei einem linearen Zusammenhang zwischen dem Pedalweg und dem Druck im Druck raum zunimmt. Dabei soll insbesondere vorgesehen sein, daß die in der Funktionselektronik gespeicherte Funktion den fol genden funktionellen Zusammenhang zwischen Pedalweg (s) und Hauptzylinderdruck (p _Hz) entspricht:

p _Hz = x · s ^y,

wobei y zwischen 1 und 3 liegt und x eine Konstante ist. Hierbei soll y insbesondere zwischen 1,5 und 2 liegen.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung ist es also mög lich und bevorzugt, daß der Pedalweg keine proportionale Funktion zum Tandem-Hauptzylinder-Kolbenweg ist. Damit sind alle Volumenänderungseinflüsse der Bremse vom Pedal ge trennt.

Dies wird erfindungsgemäß durch eine elektronische Regelung erreicht, die den vom Wegsensor festgestellten Pedal- bzw. Druckstangenweg als Führungsgröße erhält und abhängig von der gespeicherten Funktion den Druck im Verstärkerraum steu ert.

Weitere vorteilhafte Dimensionierungen sind durch die Unter ansprüche 5, 7 und 8 gekennzeichnet; die hydraulische Druck quelle kann zweckmäßig gemäß Anspruch 6 angetrieben sein.

Um ein zu häufiges Ansprechen der vorzugsweise als hydrauli sche Pumpe ausgebildeten Druckquelle zu vermeiden, kann ein Energiespeicher gemäß den Ansprüchen 9 und 10 vorgesehen sein.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Funktionselektronik einen weiteren Regeleingang aufweist, über den von einem an den Druckraum angeschlossenen Drucksensor der im Druckraum des hydraulischen Bremskraftverstärkers tatsächlich herr schende Ist-Druck an die Funktionselektronik gemeldet wird. Hierdurch wird der Funktionselektronik der jeweils im Druck raum herrschende Druck gemeldet, so daß letzterer in die er forderliche exakte Beziehung zum Pedalweg gebracht werden kann.

Um die beschriebene Bremsbetätigungsvorrichtung gegen den Ausfall der ein optimales Bremsgefühl vermittelnden Funk tionselektronik sicher zu machen, d.h. eine einwandfreie Funktion der Bremsanlage auch noch im Fall eines Versagens der Funktionselektronik zu gewährleisten, ist nach einer wei teren, besonders bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß der Druck der Druckquelle außer über das von der Funktions elektronik beaufschlagte Öffnungsventil zusätzlich noch über ein zwischen die vom Bremspedal beaufschlagte Betätigungs stange und den hydraulischen Kolben geschaltetes Steuerven til an den hydraulischen Druckraum anschließbar ist, wobei das Steuerventil so ausgelegt ist, daß es die Verbindung zwi schen der Druckquelle und dem Druckraum dann und nur dann herstellt, wenn bei einer Bremspedalbetätigung das Öffnungs ventil aufgrund einer Störung geschlossen bleibt.

Das rein mechanisch arbeitende Steuerventil übernimmt also beim Ausfall der Funktionselektronik die Steuerung des hy draulischen Druckes im Druckraum des Verstärkungs-Zylinders. Die Dimensionierung der Ventilbauteile ist dabei derart ge wählt, daß die Drucksteuerung des Steuerventils nicht schon dann anspricht, wenn der Wegsensor zur Auslösung eines Sig nals in der Funktionselektronik anspricht. Erst wenn dieses zum Ansprechen der Funktionselektronik erforderliche minima le Wegsignal am Wegsensor überschritten wird, ohne daß der hydraulische Verstärkungs-Kolben anspricht, tritt das sicher heitshalber vorgesehene Steuerventil in Tätigkeit.

Besonders vorteilhafte Weiterbildungen der vorstehend be schriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind in den Patentansprüchen 13 bis 17 definiert.

Durch die Merkmale der Ansprüche 18 bis 23 wird ein baulich besonders vorteilhafter Anschluß des Druckraums bzw. des wei teren Zylinderraums an einen Rücklaufbehälter gewährleistet.

Die bevorzugte Anwendung der Erfindung liegt bei Bremskraft verstärkern mit einem Tandem-Hauptzylinder.

Besonders wichtig ist es, daß vom Druckraum des Verstär kungs-Zylinders zu einem Rücklaufbehälter eine Leitung führt, die bei Beendigung jeder Bremsung einen Druckabbau im Druckraum ermöglicht. Damit jedoch während einer Bremsung durch diese Rücklaufleitung kein Druck abfließen kann, ist gemäß der Ausführungsform nach Anspruch 20 ein Schließventil in der Rücklaufleitung vorgesehen, welches den Druckraum bei Bremsung vom Rücklaufbehälter abschaltet, ihn ansonsten jedoch mit einem Rücklaufbehälter verbindet.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur eine blockschalt bildartige und teilweise geschnittene Ansicht einer erfin dungsgemäßen Bremsbetätigungsvorrichtung zeigt.

Nach der Zeichnung sind die beiden Druckräume 38, 39 eines mit einem Primärkolben 12 und einem Sekundärkolben 13 ausge statteten üblichen Tandem-Hauptzylinder 11 an die nicht dar gestellten hydraulischen Radbremskreise I und II eines Kraft fahrzeuges angeschlossen. In einem Vorratsbehälter 40 ist die den Druckräumen 38, 39 zugeführte Bremsflüssigkeit unter gebracht. Der Primärkolben 12 und der Sekundärkolben 13 sind durch zwischen dem Primärkolben 12 und dem Sekundärkolben 13 bzw. dem Sekundärkolben 13 und dem Boden des Hauptzylinders 11 angeordnete Schraubendruckfedern 41, 42 auf ihre Ruhelage zu vorgespannt.

Erfindungsgemäß ist der Tandemhauptzylinder 11 im Bereich des Primärkolbens 12 einstückig mit einem Zylinderstück 74 gleichen Durchmessers und einem einen etwas größeren Durch messer aufweisenden hydraulischen Zylinder 17 eines hydrauli schen Bremskraftverstärkers 16 verbunden. Der Durchmesser des Zylinders 17 ist erfindungsgemäß etwa doppelt so groß wie der Durchmesser des Hauptzylinders 11.

Innerhalb des Zylinders 17 ist axial verschiebbar ein Kolben 18 angeordnet, der eine koaxiale Zentralöffnung 37 aufweist, durch die hindurch sich dicht ein kreiszylindrisches Trag teil 33 erstreckt, welches einstückig mit einem den gleichen Durchmesser wie der Primärkolben 12 des Tandem-Hauptzylin ders 11 aufweisenden und mit diesem aus einem Stück bestehen den sowie innerhalb des Zylinderstücks 74 angeordneten Zwi schenstücks 71 verbunden ist. Durch axial wirkende Sprengrin ge 43, 44 ist der Kolben 18 in axialer Richtung formschlüs sig und dicht mit dem Tragteil 33 verbunden.

Durch eine Umfangsdichtung 45 ist der Kolben 18 dicht inner halb des Zylinders 17 axial verschiebbar.

Auf der vom Hauptzylinder 11 abgewandten Seite ist der Zylin der 17 durch eine in den Zylinder 17 eingesetzte Ringplatte 46 abgeschlossen, die radial innen in einen Steuerzylinder 23 eines Steuerventils 15 übergeht, dessen Durchmesser zwi schen dem des Hauptzylinders 11 und des hydraulischen Zylin ders 17 liegt und welcher sich in Richtung vom Hauptzylinder 11 weg bis über die Ringplatte 46 in Richtung des Bremspe dals 14 hinaus erstreckt.

Innerhalb des zum Bremspedal hin eine Öffnung 47 aufweisen den Steuerzylinders 23 ist ein Steuerkolben 22 axial ver schiebbar angeordnet, welcher pedalseitig eine zentrale Ver tiefung 48 aufweist, in die eine vom Bremspedal 14 beauf schlagte Betätigungsstange 49 eingreift, die über ein Kugel gelenk 50 mit dem Steuerkolben 22 in Betätigungseingriff steht.

In der Ringplatte 46 befindet sich eine radiale Bohrung 25, die radial außen über einen Anschluß 51 und eine hydrauli sche Leitung 69 mit einer hydraulischen Druckquelle 19 ver bunden ist, die bei Betätigung Flüssigkeit aus einem Rück laufbehälter 70 ansaugt und über die hydraulische Leitung 69 in die Bohrung 25 drückt. Die als hydraulische Pumpe ausge bildete Druckquelle 19 wird von einem Elektromotor 20 ange trieben, welcher durch einen Schalter 53 an eine Spannungs quelle 52 anlegbar ist. Der Schalter 53 wird von einer Betä tigungsvorrichtung 54 beaufschlagt, die von einem an die Druckseite der Druckquelle 19 angeschlossenen Drucksensor 55 in der Weise beeinflußt wird, daß die Druckquelle 19 beim Un terschreiten eines bestimmten Druckes auf der Druckseite au tomatisch eingeschaltet und beim Überschreiten des Betriebs druckes automatisch abgeschaltet wird.

Die radiale Bohrung 25 erstreckt sich durch die Außenwand des Steuerzylinders 23 hindurch in einen Ringraum 24, der zwischen der Innenwand des Steuerzylinders 23, der Außenwand des Steuerkolbens 22 und zwei Ringdichtungen 56, 57 ausgebil det ist, die einen axialen Abstand aufweisen und von denen die erste Ringdichtung 56 innerhalb der Ringplatte 46 ange ordnet ist und den Steuerkolben 22 dicht umgibt, während die zweite Ringdichtung 57 am pedalseitigen Ende des Steuerkol bens 22 im Steuerkolben angeordnet ist und mit der Innenwand des Steuerzylinders 23 zusammenarbeitet.

In den Ringraum 24 mündet eine schrägverlaufende Bohrung 26 innerhalb des Steuerkolbens 22, welche von einem Bereich nahe der pedalseitigen Ringdichtung 57 schräg zur Mitte in Richtung des Hauptzylinders 11 verläuft. Die Ringdichtung 56 befindet sich am vom Pedal 14 abgewandten Ende des in der Ru hestellung befindlichen Steuerkolbens 22 unmittelbar angren zend an die radiale Bohrung 25.

Radial innen mündet die schrägverlaufende Bohrung 26 in einem Ventilraum 27, der eine axial wirkende Schraubendruck feder 30 enthält und zum Hauptzylinder 11 hin mit einer ra dialen Erweiterung 27′ und einer Ringstufe 27′′ versehen ist. Innerhalb der ringförmigen Erweiterung 27′ befindet sich eine Ventilscheibe 28, deren Durchmesser etwas geringer als der Durchmesser der Erweiterung 27′ ist, derart, daß um die Ventilscheibe 28 herum ein Strömungsweg für hydraulische Flüssigkeit verbleibt.

Auf der von der Druckfeder 30 abgewandten Seite der Ventil scheibe 28 befindet sich ein Ringventilsitz 31, der am Außen umfang der ringförmigen Erweiterung 27′ am Steuerkolben 22 befestigt ist. Der Ringventilsitz 31 besitzt von der Ringstu fe 27′′ einen solchen Abstand, daß beim Anliegen der Ventil scheibe 28 am Ringventilsitz 31 zwischen der Ventilscheibe 28 und der Ringstufe 27′′ noch ein für den Strömungsdurch tritt ausreichendes Axialspiel 29 verbleibt.

Das sich durch den Kolben 18 axial hindurcherstreckende Trag teil 33 weist gegenüber der Ventilscheibe 28 einen zentralen Ventilbetätigungsvorsprung 32 auf, innerhalb dessen eine axiale Zentralbohrung 35 vorgesehen ist, die sich im Innern des Tragteils 33 bis über den Kolben 18 hinaus in das Zwi schenstück 71 erstreckt und dort in eine Radialbohrung 58 übergeht. Die Radialbohrung 58 mündet an der radial äußeren Mantelfläche des Zwischenstückes 71 in einem Ringraum 73, der zwischen dem Zylinderstück 74 und dem kolbenartigen Zwi schenstück 71 belassen ist. An seinen beiden axialen Enden ist das Zwischenstück 71 gegenüber dem Zylinderstück 74 durch am Zylinderstück 74 bzw. dem Zwischenstück 77 befestig te Ringdichtungen 77 bzw. 78 abgedichtet. Von dem Ringraum 73 zweigt radial ein radialer Anschluß 75 ab, der über eine hydraulische Leitung 76 und ein normalerweise in der Offen stellung befindliches Schließventil 79 mit dem Rücklaufbehäl ter 70 verbunden ist.

Auf der von der Ventilscheibe 28 abgewandten Seite des Ring ventilsitzes 31 schließt der hydraulische Druckraum 34 des Bremskraftverstärkers 16 an, über den der Kolben 18 in Rich tung des Hauptzylinders 11 mit Hydraulikdruck beaufschlagbar ist.

Die als hydraulische Pumpe ausgebildete Druckquelle 19 ist mit ihrer Druckseite außerdem an einen vorzugsweise als hy dropneumatischen Druckspeicher ausgebildeten Energiespeicher 21 angeschlossen, der die Druckseite der Druckquelle 19 über ein normalerweise in der Schließstellung befindliches Öff nungsventil 65 mit einem radialen Anschluß 72 des hydrauli schen Zylinders 17 verbindet, welcher sich in Richtung des Tandem-Hauptzylinders 11 unmittelbar neben dem radialen An schluß 51 befindet und die Verbindung zum Druckraum 34 des hydraulischen Zylinders 17 herstellt.

Das Schließventil 79 und das Öffnungsventil 65 sind elektro magnetisch betätigt und an eine Funktionselektronik 66 ange schlossen, die einen Steuereingang 80 und einen Regeleingang 67 aufweist.

Der Steuereingang 80 ist über eine Steuerleitung 81 mit einem Wegsensor 82 verbunden, der im Bereich der Betätigungs stange 69 am Gehäuse des Bremskraftverstärkers befestigt ist und aufgrund einer Steuerverbindung 83 mit der Betätigungs stange 69 an seinem Ausgang ein für den beim Bremsen zurück gelegten Pedalweg repräsentatives elektrisches Ausgangssig nal liefert.

Der Regeleingang 67 ist über eine Regelleitung 84 mit einem Drucksensor 68 verbunden, der an die hydraulische Verbin dungsleitung 85 zwischen dem Öffnungsventil 65 und dem radia len Anschluß 72 angeschlossen ist und auf den in der hydrau lischen Verbindungsleitung 85 herrschenden Druck anspricht.

In der Funktionselektronik 66 ist eine Funktion gespeichert, die aus dem als Führungsgröße eingegebenen Pedalweg s ein Drucksignal bildet, welches den Hauptzylinderdruck nach der folgenden Funktion steuert:

p _Hz = x · s ^y,

wobei p_Hz der Hauptzylinderdruck, x eine Konstante, s der Pedalweg und y eine Konstante mit einem Wert zwischen 1,5 und 2 ist.

Aufgrund dieser eingespeicherten Funktion öffnet die Funk tionselektronik 66 bei geschlossenem Schließventil 79 das Öffnungsventil 65 rhythmisch oder kontinuierlich so lange, bis in der Verbindungsleitung 85, d.h. im Druckraum 34 der durch den eingegebenen Pedalweg bestimmte Druck im Druckraum 34 aufgebaut ist, welcher dann den durch die obige Funktion bestimmten Hauptzylinderdruck p _Hz nach sich zieht. Der Druck sensor 68 meldet an die Steuerelektronik 66 den aktuell an stehenden Ist-Druck, so daß das Öffnungsventil 65 von der Funktionselektronik 66 wieder geschlossen werden kann, sobald der für einen bestimmten Pedalweg vorgegebene Druck aufgebaut ist.

Wird das Bremspedal 14 nach einer Bremsung losgelassen, so steuert die Funktionselektronik 66 entsprechend den Abbau des Druckes im Druckraum 34 durch Öffnung des während der Bremsung geschlossenen Schließventils 79. Das Öffnungsventil 65 bleibt hierbei geschlossen.

Für den Fall, daß die Funktionselektronik 66 einschließlich des Wegsensors 82 oder des Drucksensors 68 versagen sollte, tritt das Steuerventil 15 einschließlich der ihm zugeordne ten mechanischen und hydraulischen Bauelemente wie folgt in Funktion:

Nach dem Einschalten des Fahrzeugmotors wird durch die Betä tigungsvorrichtung 54 in jedem Fall der elektrische Schalter 53 geschlossen, wodurch die Unterdruckquelle 19 zu arbeiten beginnt und den Energiespeicher 21 auflädt. Nach Erreichen bzw. geringfügigem Überschreiten des vorgesehenen Betriebs drucks meldet dies der Drucksensor 55 an die Betätigungsvor richtung 54, welche dann den Schalter 53 öffnet und so die Unterdruckquelle 19 außer Betrieb setzt.

Soll jetzt - bei angenommenem Ausfall der Funktionselektro nik 66 - eine Bremsung erfolgen, so wird vom Fahrer das Bremspedal 14 niedergedrückt.

Dadurch wird, nach dem ja das Öffnungsventil 25 geschlossen bleibt, der Steuerkolben 22 in Richtung des Kolbens 18 ver schoben, wobei zunächst das in der Ruhelage vorhandene ge ringfügige axiale Spiel 60 zwischen dem Ventilbetätigungsvor sprung 32 und der Ventilscheibe 28 aufgehoben wird. Aufgrund dieses Axialspiels 16 ist in der Ruhelage der Druckraum 34 über die Bohrungen 35, 58, den Ringraum 73, den radialen An schluß 75, die Rücklaufleitung 76 und das wegen Ausfalls der Funktionselektronik 66 ständig geöffnete Schließventil 79 mit dem Rücklaufbehälter 70 verbunden. Durch das Aufliegen der Ventilscheibe 28 auf dem Ventilbetätigungsvorsprung 32 wird die Verbindung zwischen dem Rücklaufbehälter 70 und dem Druckraum 34 unterbrochen. Bei weiterer Verschiebung des Steuerkolbens 22 in Richtung auf den pneumatischen Kolben 18 hebt der Ventilbetätigungsvorsprung 32 die Ventilscheibe 28 von dem Ringventilsitz 31 ab, so daß dort ein Spalt ent steht, über den um die Ventilscheibe 28 herum und das zwar verringerte, aber immer noch vorhandene Axialspiel 29 eine Verbindung zur Druckquelle 19 hergestellt wird, von der über die Leitung 69, die Bohrung 25, den Ringraum 24 und die Boh rung 26 sowie den Ventilraum 27 nunmehr hydraulische Flüssig keit in den Druckraum 34 einströmen kann.

Unter der Einwirkung dieses hydraulischen Druckes im Druck raum 34 bewegt sich nunmehr der Kolben 18 in Richtung auf den Tandem-Hauptzylinder 11 und nimmt dabei den Primärhaupt kolben 12 sowie über den im Druckraum 38 erzeugten hydrauli schen Druck auch den Sekundärhauptkolben 13 mit. Die Folge ist der Aufbau eines hydraulischen Bremsdruckes in den Rad bremskreisen I und II.

Zwischen dem Steuerkolben 22 im Bereich der radialen Erweite rung 27′ und dem Ventilbetätigungsvorsprung 32 kann sich gemäß der Darstellung in der Zeichnung noch ein radiales, axial wirkendes Federelement 61 erstrecken, welches in der Ruhelage den Steuerkolben 22 und den Kolben 18 in der aus der Zeichnung ersichtlichen Relativlage mit dem Spielraum 60 hält. Eine Reaktionskraft beim Bremsen wird durch Einwirkung des Druckes im Druckraum 34 auf die Querschnittsfläche des Steuerkolbens 22 erzeugt.

Da auf beiden Seiten der Ventilscheibe 28 der gleiche Druck herrscht und von der Pedalseite her die Schraubendruckfeder 30 auf die Ventilscheibe 28 einwirkt, ist bei 29 stets ein Strömungsdurchlaß gewährleistet.

Erst wenn die Bremsung beendet ist und das Bremspedal 14 bei spielsweise durch die Wirkung einer schematisch angedeuteten Rückstellfeder 62 in seine Ausgangsposition zurückbewegt wird, wird der Steuerkolben 22 durch den im Druckraum 34 an stehenden Druck in Richtung seiner Ausgangslage beauf schlagt. Bei der darauffolgenden geringfügigen Bewegung setzt sich die Ventilscheibe 28 auf den Ringventilsitz 31, während der Ventilbetätigungsvorsprung 32 von der Ventil scheibe 28 abhebt. Dadurch wird der Druckraum 34 wieder mit dem Rücklaufbehälter 70 verbunden und die Kolben 12, 13 können unter Rückstellung des Kolbens 18 durch die Federn 41, 42 in ihre Ausgangslage zurückkehren, wobei auch der Steuerkolben 22 durch das ringförmige Federelement 61 eben falls in seine Ausgangslage zurückbewegt wird.

Während der Innendurchmesser des Tandem-Hauptzylinders in üblicher Weise 20 bis 25 mm beträgt, beträgt der Innendurch messer des pneumatischen Zylinders 17 etwa 40 bis 50 mm. Die Frontwand 63 des Zylinders 27 am Übergang zum Zylinderstück 24 verläuft senkrecht zur Achse des Hauptzylinders 11 bzw. des dazu koaxialen hydraulischen Zylinders 17.

Beim Ausfall auch der hydraulischen Unterdruckquelle 19 kann der Steuerkolben 22 entweder über die Ringstufe 27′′, die Ven tilscheibe 28 und den Ventilbetätigungsvorsprung 32 oder über seine vordere Ringkante 64 und den Kolben 18 unmittel bar auf den Primärhauptkolben 12 einwirken.

Bezugszeichenliste 11 Hauptzylinder
12 Primärhauptkolben
13 Sekundärhauptkolben
14 Bremspedal
15 Steuerventil
16 Bremskraftverstärker
17 hydraulischer Zylinder
18 hydraulischer Kolben
19 hydraulische Druckquelle
20 Elektromotor
21 Energiespeicher
22 Steuerkolben
23 Steuerzylinder
24 Ringraum
25, 26 Bohrung
27 Ventilraum
28 Ventilscheibe
29 Axialspiel
30 Feder
31 Ringventilsitz
32 Ventilbetätigungsvorsprung
33 Tragteil
34 hydraulischer Druckraum
35 Zentralbohrung
36 Zylinderraum
37 Zentralöffnung
38, 39 Druckraum
40 Vorratsbehälter
41, 42 Schraubendruckfedern
43, 44 Sprengringe
45 Umfangsdichtung
46 Ringplatte
47 Öffnung
48 zentrale Vertiefung
49 Betätigungsstange
50 Kugelgelenk
51 Anschluß
52 Spannungsquelle
53 Schalter
54 Betätigungsvorrichtung
55 Drucksensor
56, 57 Ringdichtungen
58 Radialbohrung
59 Anschluß
60 axiales Spiel
61 Federelement
62 Rückstellfeder
63 Frontwand
64 Ringkante
65 Öffnungsventil
66 Funktionselektronik
67 Regeleingang
68 Drucksensor
69 hydraulische Leitung
70 Rücklaufbehälter
71 Zwischenstück
72 radialer Anschluß
73 Ringraum
74 Zylinderstück
75 radialer Anschluß
76 Leitung
77, 78 Ringdichtungen
79 Schließventile
80 Steuereingang
81 Steuerleitung
82 Wegsensor
83 Steuerverbindung
84 Regelleitung
85 Verbindungsleitung

Claims

1. Bremsbetätigungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit einem hydraulischen Bremskraftverstärker und einem von diesem beaufschlagten, an die hydraulischen Radbremskreise ange schlossenen hydraulischen Hauptzylinder, dessen Primärhaupt kolben von dem hydraulischen Kolben des Brems kraftverstärkers beaufschlagt ist, dadurch gekenn zeichnet, daß der hydraulische Kolben (18) des hydraulischen Bremskraftverstärkers (16) von einer hydrau lischen Druckquelle (19, 21) über ein normalerweise geschlos senes Öffnungsventil (65) beaufschlagt ist, welches durch eine Funktionselektronik (66), die über einen Steuerein gang (80) als Führungsgröße ein für den Pedalweg reprä sentatives, von einem Wegsensor (82) abgeleitetes Eingangssteuersignal empfängt, derart abwechselnd geöff net und geschlossen wird, daß der hydraulische Bremsdruck aufbau entsprechend einer in der Funktionselektronik (66) abgespeicherten vorbestimmten Funktion zwischen Pedalweg und Bremsdruck ohne einen Leerweg des Bremspedals (14) erfolgt.

2. Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Druck im Druckraum (34) des hydraulischen Bremskraftverstärkers (36) mit dem Pedalweg nach einer vorbestimmten Funktion stärker als bei einem linearen Zusam menhang zwischen dem Pedalweg und dem Druck im Druckraum (34) zunimmt.

3. Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Funktionselektronik (66) gespeicherte Funktion den folgenden funktionellen Zusammen hang zwischen Pedalweg (s) und Hauptzylinderdruck (p _Hz) entspricht: p _Hz = x · s ^y,wobei y zwischen 1 und 3 liegt und x eine Konstante ist.

4. Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß y zwischen 1,5 und 2 liegt.

5. Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Messung des Pedalwegs in mm und des Druckes in bar x zwischen 6 und 12 liegt.

6. Bremsbetätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Druckquelle (19) durch den Fahrzeugmotor oder einen Elektro motor (20) angetrieben ist.

7. Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Druckquelle (19) einen Betriebsdruck von 4 bis 8, insbesondere 5 bis 7 und bevorzugt von etwa 6 bar liefert.

8. Bremsbetätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Pedal weg einer Verschiebung des hydraulischen Kolbens (18) zwi schen 30 und 40 und insbesondere etwa 35 mm entspricht.

9. Bremsbetätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Druckquelle (19) und dem Bremskraftverstärker (16) ein Energiespeicher (21) geschaltet ist.

10. Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß der Energiespeicher ein druckpneumatischer Speicher (21) ist.

11. Bremsbetätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionselektro nik (66) einen weiteren Regeleingang (67) aufweist, über den von einem an den Druckraum (34) angeschlossenen Druck sensor (68) der im Druckraum (34) des hydraulischen Brems kraftverstärkers (16) tatsächlich herrschende Ist-Druck an die Funktionselektronik (66) gemeldet wird.

12. Bremsbetätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der Druckquelle (19, 21) außer über das von der Funktionselektro nik (66) beaufschlagte Öffnungsventil (65) zusätzlich noch über ein zwischen die vom Bremspedal (14) beaufschlagte Betätigungsstange (49) und den hydraulischen Kolben (18) geschaltetes Steuerventil (15) an den hydraulischen Druckraum (34) anschließbar ist, wobei das Steuerventil (15) so ausgelegt ist, daß es die Verbin dung zwischen der Druckquelle (19, 21) und dem Druckraum (34) dann und nur dann herstellt, wenn bei einer Bremspedal betätigung das Öffnungsventil (65) aufgrund einer Störung geschlossen bleibt.

13. Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf der vom Hauptzylinder (11) abge wandten Seite des hydraulischen Kolbens (18) des hydrau lischen Bremskraftverstärkers (16) ein Steuerkolben (22) in einem an den hydraulischen Verstärkungs-Zylinder (17) angesetzten Steuerzylinder (23) durch das Bremspedal (14) axial verschiebbar angeordnet und als Bestandteil des Steuerventils (15) begrenzt relativ zum hydraulischen Kolben (18) verschiebbar ist, wobei in der Stellung des größten Abstandes, die bei Ruhelage vorliegt, das Steuer ventil (15) geschlossen und in der Stellung geringsten Abstandes, die bei Nichtöffnung des Öffnungsventils (65) im Falle einer Bremsbetätigung erreicht wird, das Steuer ventil (15) geöffnet ist.

14. Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerzylinder einen kleineren Durchmesser als der hydraulische Verstärkungs-Zylinder (17) und einen größeren Durchmesser als der Hauptzylinder (11) aufweist.

15. Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Außenumfang des Steuerkolbens (22) und dem Innenumfang des Steuerzylinders (23) ein axial beidseits abgedichteter (56, 57) Ringraum (24) vorgesehen ist, der durch eine Bohrung (25) im Steuer zylinder (23) mit der Unterdruckquelle (19 bzw. 21) und durch eine Bohrung (26) im Steuerkolben (22) mit einem im Innern des Steuerkolbens (22) zum Hauptzylinder (11) hin offenen Ventilraum (27) in Verbindung steht.

16. Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilraum (27) zum Hauptzylinder (11) hin eine stufenartige Erweiterung (27′) aufweist, in der eine Ventilscheibe (28) axial verschiebbar angeord net ist, welche durch eine Feder (30) relativ zum Steuer kolben (22) in Richtung des Hauptzylinders (11) elastisch gegen einen Ringventilsitz (31) vorgespannt ist, der inner halb der Erweiterung (27′) am Steuerkolben (22) befestigt ist, wobei zwischen der an dem Ringventilsitz (31) an liegenden Ventilscheibe (28) und der Stufe (27′′) am Beginn der Erweiterung (27′) ein zum Bilden eines Strömungsdurch lasses um den Rand der Ventilscheibe (28) herum ausreichen des Axialspiel (29) vorliegt.

17. Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß auf der von der Feder (30) axial ab gewandten Stirnseite der Ventilscheibe (28) ein beim Vor schieben des Steuerkolbens (22) mit der Ventilscheibe (28) axial in Eingriff tretender Ventilbetätigungsvorsprung (32) am Steuerkolben (18) bzw. eine mit ihm formschlüssig verbundenen Tragteil (33) vorgesehen ist, welcher beim Bremsen die Ventilscheibe (28) von dem Ringventilsitz (31) abhebt und so die Druckquelle (19, 21) an den hydraulischen Druckraum (34) des hydraulischen Bremskraft verstärkers (16) anschließt, wobei das Anheben der Ventil scheibe (28) vom Ringventilsitz (31) jedoch dann und nur dann erfolgt, wenn aufgrund des bis zum Anlegen der Ventil scheibe (28) an den Ringvorsprung (32) zurückgelegten Pedalweges das Öffnungsventil (65) noch nicht angesprochen hat.

18. Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ventilbetätigungsvorsprung (32) eine Zentralbohrung (35) vorliegt, welche zum Rück laufbehälter (70) führt.

19. Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralbohrung (35) bis zu einem zylindrischen Zwischenstück (71) führt, wo eine Radialboh rung (58) angeschlossen ist, die zu einem Ringraum (73) zwischen dem Zwischenstück und einem ihn umgebenden Zylin derstück (74) vorgesehen ist, und daß in dem Zylinder stück ein radialer Anschluß (75) vorgesehen ist, der über eine hydraulische Leitung (76) mit dem Rücklaufbehälter (70) verbunden ist.

20. Bremsbetätigungsvorrichtung nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß ein elektromagnetisch betätigtes Schließ ventil (79) zwischen den Anschluß (75) bzw. eine vom Druckraum (34) wegführende Rücklaufleitung (76) und den Rücklaufbehälter (70) geschaltet ist, welches an die Funktionselektronik (66) angeschlossen ist und von dieser bei jeder Bremsung geschlossen wird, sonst jedoch offen ist.

21. Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (73) axial durch am Zylin derstück (74) innen bzw. am Zwischenstück (71) radial außen angeordnete Ringdichtungen (77, 78) axial abgedichtet ist.

22. Bremsbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärhauptkolben (12) des Hauptzylinders (11) mit einem einstückig mit dem den gleichen Durchmesser aufweisenden Zwischenstück 71 ausge bildet ist und daß das Zwischenstück (71) einstückig in ein Tragteil (33) gleichen Durchmessers übergeht, auf dem der hydraulische Verstärkungs-Kolben (18) axial fest angeordnet ist und welches die Zentralbohrung (35) sowie den Ventilbetätigungsvorsprung (32) trägt.

23. Bremsbetätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Druckraum (34) abgewandte weitere Zylinderraum (36) des hydraulischen Verstärkungs-Zylinders (17) an einen Rücklaufbehälter (70′) angeschlossen ist.

24. Bremsbetätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptzylinder ein Tandem-Hauptzylinder (11) ist.