WO2005087565A1

WO2005087565A1 - Bremskrafterzeuger für eine hydraulische fahrzeugbremsanlage und fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: WO2005087565A1
Application number: PCT/EP2005/002630
Authority: WO
Inventors: Peter Schlüter
Original assignee: Lucas Automotive Gmbh
Priority date: 2004-03-12
Filing date: 2005-03-11
Publication date: 2005-09-22
Also published as: DE102004012260B3

Abstract

Bei einem Bremskrafterzeuger (12) für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage (10) mit einem Krafteingangsglied (30), das mit einem Bremspedal (26) koppelbar oder gekoppelt und in einem Basisgehäuse (28) des Bremskrafterzeugers (12) verlagerbar ist, einem Hauptbremszylinder (14), in dem ein Primärkolben (64) verlagerbar geführt ist, wobei der Primärkolben (64) mit dem Hauptbremszylinder (14) eine Primärdruckkammer (108) zur Erzeugung eines hydraulischen Bremsdrucks begrenzt, einer mit dem Krafteingangsglied (30) koppelbaren Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung (100), einer Pedalbetätigungs-Erfassungseinrichtung (116) zum Erfassen einer Pedalbetätigung und einer Betätigungskraft-Erzeugungseinrichtung zum Ausüben einer Betätigungskraft auf den Primärkolben (64) ist vorgesehen, dass die Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung (100) über ein Hydrauliksystem mit dem Krafteingangsglied (30) koppelbar ist, wobei das Hydrauliksystem mit einer Schaltventilanordnung (82) ausgebildet ist, die wahlweise zwischen einer ersten Schaltstellung, in der das Krafteingangsglied mit der Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung (100) hydraulisch gekoppelt ist, und einer zweiten Schaltstellung umschaltbar ist, in der das Krafteingangsglied (30) hydromechanisch mit dem Primärkolben (64) gekoppelt ist.

Description

Bremskrafterzeuger für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage und Fahrzeugbremsanlage

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bremskrafterzeuger für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit einem Krafteingangsglied, das mit einem Bremspedal koppelbar oder gekoppelt und in einem Basisgehäuse des Bremskrafterzeugers verlagerbar ist, einem Hauptbremszylinder, in dem ein Primärkolben verlagerbar geführt ist, wobei der Primärkolben mit dem Hauptbremszylinder eine Primärdruckkammer zur Erzeugung eines hydraulischen Bremsdrucks begrenzt, einer mit dem Krafteingangsglied koppelbaren Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung, einer Pedalbetätigungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Pedalbetätigung und einer Betätigungskraft-Erzeugungseinrichtung zum Ausüben einer Betätigungskraft auf den Primärkolben.

Bei den heute üblichen Bremssystemen wird der zur Beaufschlagung der Radbremse am Fahrzeug notwendige hydraulische Bremsdruck überwiegend mittels eines Hauptbremszylinders erzeugt. Hierzu ist die Einleitung einer Betätigungskraft auf den genannten Hauptbremszylinder notwendig, welche in Reaktion auf eine Betätigung des Bremspedals durch den Fahrzeugführer erzeugt wird. Zur Verbesserung des Betätigungskomforts wird üblicherweise die eigentliche Bremspedal kraft mittels eines Bremskraftverstärkers um einen vorbestimmten Prozentsatz angehoben, so dass die notwendigen Bremspedalbetätigungskräfte für eine gewünschte Fahrzeugverzöge- rung derart klein gehalten werden können, dass es jedem Fahrer ohne Anstrengung möglich ist, das Fahrzeug adäquat abzubremsen. Ein derartiges Bremssystem mit Bremskraftverstärker ist beispielsweise aus der DE 44 05 092 Cl bekannt.

Nachteilig wirkt sich bei diesen Bremssystemen aus, dass der Fahrer durch seine Betätigungsaktion am Bremspedal in jedem Fall den hydraulischen Druck an den Radbremsen beeϊnflusst. Solange dies die Bremssituation unterstützt, ist dies unproblematisch. Sobald der Fahrer aber bezogen auf die tatsächliche Bremssituation falsch reagiert, indem er beispielsweise zu viel oder zu wenig Bremsdruck einsteuert, kann das Bremsverhalten, insbesondere der Bremsweg sowie die Spurtreue, des Fahrzeugs verschlechtert werden, was im schlimmsten Fall zu einem Unfall führen kann. Moderne Fahrzeugregelsysteme (ABS, ESP, TC etc.) sind heutzutage in der Lage die optimale, notwendige Bremsleistung in den physikalische Grenzen anhand des momentanen Fahrzustands des Fahrzeugs zu ermitteln und somit eine Bremsung zu optimieren. Voraussetzung hierfür ist allerdings, dass der oben genannte direkte Einfluss des Fahrers auf den Bremsdruck verhindert wird. Ferner wird es inzwischen auch als unkomfortabel angesehen, dass der Fahrer am Bremspedal die Wirkung des Fahrzeugregelsystems spürt, wie beispielsweise bei Aktivierung des ABS ein wiederholtes Rütteln am Bremspedal.

Um diesen mit Fahrzeugregelsystemen verbundenen Anforderungen Rechnung zu tragen, wird bei modernen Bremssystemen bereits das Bremspedal von der Bremskrafterzeugung entkoppelt, wobei dann die Bremspedalbetätigung nur noch zur Ermittlung des Verzögerungswunsches des Fahrers dient. Die eigentliche Brernskraft- erzeugung, beispielsweise zur Betätigung des Hauptbremszylinders, erfolgt dann durch einen separaten Bremskrafterzeuger und zwar nur noch basierend auf Steuerungsdaten eines elektronischen Steuergeräts. Hierdurch kann vorab überprüft werden, ob beispielsweise die gewünschte Fahrzeugverzögerung nicht die, durch die Fahrzeugregelsysteme (ABS, ESP, TC etc.) ermittelten, momentan gültigen physikalischen Grenzen hinsichtlich Bremsweg und Spurtreue überschreiten würde. Gleichzei- tig kann natürlich auch eine vom Fahrer zu gering eingesteuerte Verzögerung zur Minimierung des Anhalteweges in Notsituationen vom Steuergerät durch Einsteue- rung eines höheren Bremsdrucks ausgeglichen werden. Ein derartiges System ist beispielsweise in dem gattungsbildenden Stand der Technik gemäß der EP 1 070 006 Bl beschrieben. Es hat sich jedoch gezeigt, dass derartige Bremssysteme verhältnis- mäßig kostenintensiv in der Herstellung sind und einen erheblichen gerätetechnischen Aufwand erfordern, um auch dann einen zuverlässigen Bremsbetrieb gewährleisten zu können, wenn die Mittel zu Bremskrafterzeugung einmal ausfallen sollten. Ein weiterer Nachteil liegt bei derartigen Systemen darin, dass sie in einem Notbetriebsfall, in dem die Bremskrafterzeugung ausfällt, einen verhältnismäßig großen Leerweg aufweisen, bis das Bremssystem aufgrund einer dann eintretenden direkten mechanischen Kopplung zwischen Bremspedal und Primärkolben überhaupt eine Bremswirkung zeigt.

Aus dem Dokument DE 100 28 092 AI ist eine Fahrzeugzeugbremsanlage bekannt, bei der eine Fremd-Betätigungseinrichtung vorgesehen ist, die in die beiden über Primärkolben und Sekundärkolben angesteuerten Bremskreisläufe unterstützend eingreift. Ferner ist eine Pedalgegenkraft-Simmulationseinrichtung vorgesehen, die wahlweise mit dem Krafteingangsglied hydromechanisch gekoppelt oder von diesem entkoppelt werden kann.

Aus dem Dokument DE 198 33 084 Cl ist darüber hinaus eine Ventilanordnung bekannt, die eine wahlweise Kopplung einer Pedalgegenkraft-Simmulations- einrichtung mit einem Flüssigkeitsreservoir ermöglicht.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Bremskrafterzeuger der eingangs bezeichneten Art bereitzustellen, welcher bei verhältnismäßig einfachem und kosten- günstigem Aufbau eine hohe Zuverlässigkeit aufweist und auch bei Ausfall einzelner Komponenten schnell anspricht.

Diese Aufgabe wird durch einen Bremskrafterzeuger mit den eingangs bezeichneten Merkmalen gelöst, bei welchem weiter vorgesehen ist, dass die Pedalgegenkraft- Simulationseinrichtung über ein Hydrauliksystem mit dem Krafteingangsglied koppelbar ist, wobei das Hydrauliksystem mit einer Schaltventilanordnung ausgebildet ist, die wahlweise zwischen einer ersten Schaltstellung, in der das Krafteingangsglied mit der Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung hydraulisch gekoppelt ist, und einer zweiten Schaltstellung umschaltbar ist, in der das Krafteingangsglied hydromecha- nisch mit dem Primärkolben gekoppelt ist.

Durch diese Anordnung ist es möglich, in der ersten Schaltstellung das Bremspedal von dem Primärkolben völlig zu entkoppeln und die dem Fahrer bei einer Bremspedalbetätigung vertraute Pedalgegenkraft über die Pedalgegenkraft-Simulations- einrichtung zu erzeugen, wobei die eigentliche Bremsung durch eine von der

Betätigungskraft-Erzeugungseinrichtung erzeugte Betätigungskraft ausgelöst wird. In der zweiten Schaltstellung hingegen ist der mit dem Krafteingangsglied zusammenwirkende Teil des Hydrauliksystems zumindest in einem vorgegebenen Druckbereich im Wesentlichen starr und überträgt in diesem Druckbereich jede Bewegung des Krafteingangsglieds weitgehend dämpfungsfrei auf den Primärkolben. Dabei wird die Inkompressibilität des verwendeten Hydraulikfluids ausgenützt. Durch den Einsatz eines Hydrauliksystems zur Kopplung und Entkopplung von Krafteingangsglied und Primärkolben lassen sich die Nachteile von bislang verwendeten mechanischen Systemen, insbesondere die zu überwindenden Leerwege zur direkten Kopplung von Krafteingangsglied und Primärkolben, beseitigen. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zwischen dem Krafteingangsglied oder einer mit diesem kraftübertragend gekoppelten Komponente und dem Primärkolben oder einer mit diesem kraftübertragend gekoppelten Komponente eine volumenveränderbare Hydraulikkammer eingeschlossen ist, die über eine mit der Schaltventilanordnung versehene Hydraulikleitung mit der Pedalgegenkraft- Simulationseinrichtung hydraulisch koppelbar ist, wobei die Schaltventilanordnung in einem Normalbetriebsfall die erste Schaltstellung annimmt und die Hydraulikkammer mit der Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung fluidisch koppelt und wobei die Schaltventilanordnung in einem Notbetriebsfall die zweite Schaltstellung annimmt und eine Fluidströmung aus der Hydraulikammer zumindest in einem vorbestimmten Druckbereich blockiert. Während in der ersten Schaltstellung bei einer Bremspedalbetätigung Hydraulikfluid aus der Hydraulikkammer zu der Pedalgegenkraft- Simulationseinrichtung gefördert wird, wirkt in der zweiten Schaltstellung das in der Hydraulikkammer eingeschlossene Hydraulikfluidvolumen als starre Flüssigkeitssäule und überträgt jede Bewegung des Krafteingangsglieds auf den Primärkolben. Diese hydromechanische Kopplung wirkt solange verlustfrei, solange der Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer innerhalb des vorbestimmten Druckbereichs liegt. Übersteigt der Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer den vorgegebenen Druckbereich, so geht ein Teil der von dem Fahrer verrichteten Pedalbetätigungsarbeit verloren, wie im Folgenden näher erläutert werden wird. Erfindungsgemäß kann durch die hydromechanische Kopplung innerhalb des vorbestimmten Druckbereichs in einem Notbetriebsfall eine Mindestbremswirkung sofort erzielt werden, das heißt ohne vorherige bremswirkungslose Überwindung eines Leerspiels. Dadurch kann beispielsweise die in Deutschland vorgegebene gesetzliche Mindestverzögerung von 0,3g in einem Notbetriebsfall problemlos realisiert werden. Als Notbetriebsfall sind solche Situationen anzusehen, bei denen aufgrund eines Defekts in der Fahrzeugelektronik oder am Bremskrafterzeuger oder an einem Sensor keine ordnungsgemäße Bremskrafterzeugung erfolgt und die Pedalbetätigung - möglichst verlustfrei - unmittelbar zur Primärkolbenverlagerung genutzt werden muss.

Um sicherzustellen, dass in dem Notbetriebsfall ein Ausströmen von Hydraulikfluid aus der Hydraulikkammer verhindert wird, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Schaltventilanordnung in die zweite Schaltstellung vorgespannt ist, in der sie eine Fluidströmung aus der Hydraulikammer zumindest in dem vorbestimm- ten Druckbereich blockiert, und dass die Schaltventilanordnung unter aktiver Ansteu- erung in die erste Schaltstellung überführbar ist. Dadurch ist gewährleistet, dass nur bei ordnungsgemäßem Betrieb der Fahrzeugelektronik eine Entkopplung von Bremspedal und Primärkolben erfolgt.

Erfindungsgemäß kann in der Hydraulikleitung zwischen der Hydraulikkammer und der Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung, vorzugsweise zwischen der Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung und der Schaltventilanordnung, eine Drosseleinrichtung vorgesehen sein. Diese sorgt für ein Hystereseverhalten der Pedalgegenkraft- Simulationseinrichtung.

Ferner kann bei einer Weiterbildung der Erfindung die hiydraulikkammer über die Hydraulikleitung vermittels einer in einem Leitungszweig angeordneten, ansteuerbaren Trennventilanordnung mit einem im Wesentlichen drucklosen Hydraulikfluid- Reservoir fluidisch verbindbar sein. In diesem Zusammenhang kann ferner vorgesehen sein, dass die Trennventilanordnung in eine Passivstellung vorgespannt ist, in der sie eine Fluidströmung zu dem Hydraulikfluid-Reservoir zulässt, und unter

Ansteuerung in eine Aktivstellung überführbar ist, in der sie die Hydraulikleitung von dem Hydraulikfluid-Reservoir trennt. Im Betrieb kann dann die Trennventilanordnung zu Beginn einer Bremspedaibetätigung aus ihrer Passivstellung in ihre Aktivstellung geschaltet und nach Beendigung der Bremspedaibetätigung aus ihrer Aktivstellung in ihre Passivstellung geschaltet werden. Dadurch kann gewährleistet werden, dass nur dann, wenn sich die Trennventilanordnung in ihrer Aktivstellung befindet, auch tatsächlich eine Kopplung von Bremspedal und Pedalgegenkraft- Simulationseinrichtung erfolgt, wohingegen in jedem anderen Fall, insbesondere in Notbetriebssituationen, in denen keine Ansteuerung der Trennventilanordnung erfolgt, eine Bremspedaibetätigung entkoppelt von der Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung erfolgt und lediglich zu einer Förderung von Hydraulikfluid in das Reservoir führen kann, wie im Folgenden noch näher mit Bezug auf die Anbringung eines Überdruckventils erläutert werden wird.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann der Trennventilanordnung in dem Leitungszweig eine Drosseleinrichtung vorgeschaltet sein. Dies verhindert eine unerwünschte Entleerung des Hydrauliksystems.

Wie vorstehend bereits angedeutet, kann in einer Ausführungsvariante der Erfindung ferner vorgesehen sein, dass der Schaltventilanordnung ein Druckbegrenzungsventil zugeordnet ist, das derart angeordnet und ausgebildet ist, dass in einem Normalbetriebsfall die Schaltventilanordnung die Hydraulikkammer mit der Pedalgegenkraft- Simulationseinrichtung unter Umgehung des Druckbegrenzungsventils fluidisch koppelt und dass in einem Notbetriebsfall die Schaltventilanordnung die Hydraulikkammer solange verschließt, bis der Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer einen durch das Druckbegrenzungsventil vorgegebenen Druckschwellenwert übersteigt. Durch diese Maßnahme ist es möglich, den vorstehend mehrfach angesprochenen vorbestimmten Druckbereich vorzugeben. Das Druckbegrenzungsventil öffnet erst dann, wenn der durch die Gestaltung des Druckbegrenzungsventils vorgegebene Druckschwellenwert überschritten wird. Solange der Hydraulikdruck innerhalb der Hydraulikkammer unterhalb dieses Druckschwellenwerts liegt, sind der Primärkolben und das Krafteingangsglied verlustfrei hydromechanisch gekoppelt. Dadurch werden Bewegungen des Krafteingangsglieds durch die eingeschlossene Flüssigkeitssäule innerhalb der Hydraulikkammer unmittelbar auf den Primärkolben übertragen. Aufgrund des dem Primärkolben von dem Hauptbremszylinder entgegenwirkenden Gegendrucks kommt es jedoch bei einer Pedalbetätigung im Notbetriebsfall zu einem signifikanten Druckanstieg, der schließlich auch zu Druckwerten innerhalb der

Hydraulikkammer führen kann, die über dem Druckschwellenwert des Druckbegrenzungsventils liegen. In diesem Fall öffnet das Druckbegrenzungsventil, so dass eine Hydraulikfluidströmung aus der Hydraulikkammer zu dem Reservoir hin erfolgen kann. Dadurch kann es - wie nachfolgend noch näher erläutert werden wird - zu einer Überwindung von Leerspielen innerhalb des Steuerventils kommen, so dass schließlich eine direkte mechanische Kopplung von Primärkolben und Krafteingangsglied erreicht wird. Es sei jedoch nochmals darauf hingewiesen, dass in jedem Fall auch eine hydromechanische Kopplung zwischen Krafteingangsglied und Primärkolben im Rahmen des vorgegebenen Druckbereichs bestehen bleibt. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Druckschwellenwert in einem Bereich von lObar bis 70bar, beispielsweise bei 30bar liegt. Dadurch kann gewährleistet werden, dass die vorstehend bereits angesprochene gesetzliche Mindestverzögerung von 0,3g aufgrund der hydromechanischen Kopplung von Krafteingangsglied und Primärkolben unmittelbar ohne Verzögerung, das heißt ohne vorheriges Überwinden eines Leerspiels erreicht werden kann.

Bezüglich der Anordnung der Ventilanordnungen sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass ausgehend von der Hydraulikkammer die Trennventilanordnung der Schaltventilanordnung in der Hydraulikleitung nachgeschaltet ist. Eine besonders kompakte Ausgestaltung ergibt sich dann, wenn die Trennventilanordnung und die Schaltventilanordnung zu einer gemeinsamen Ventilbaugruppe zusammengefasst sind. In einer Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Betätigungskraft-Erzeugungseinrichtung ein Steuerventil, eine Kammeranordnung und einen elektromagnetischen Aktuator aufweist, wobei die Kammeranordnung mit einer Unterdruckkammer und einer von der Unterdruckkammer durch eine bewegliche Wand getrennten und über das Steuerventil miteinander fluidisch verbindbaren Arbeitskammer ausgebildet ist und wobei das Steuerventil nach Maßgabe der erfass- ten Pedalbetätigung durch den elektromagnetischen Aktuator zum Erzielen einer die Betätigungskraft bestimmenden Druckdifferenz zwischen der Arbeitskammer und der Unterdruckkammer ansteuerbar ist.

Mit dem Bremskrafterzeuger gemäß dieser Ausführungsform wird demnach in einer Normalbetriebssituation die über das Krafteingangsglied von einem Fahrer des Fahrzeugs vorgegebene Intensität der Bremspedaibetätigung erfasst und ohne Ausnutzung der von dem Fahrer auf das Bremspedal ausgeübten Pedalbetätigungskraft allein mittels der Betätigungskraft-Erzeugungseinrichtung eine Betätigungskraft auf den Primärkolben ausgeübt. Ähnlich wie bei dem eingangs erwähnten Stand der Technik gemäß der EP 1 070 006 wird erfindungsgemäß die auf den Primärkolben ausgeübte Betätigungskraft im Normalbetriebsfall mechanisch entkoppelt von der auf das Krafteingangsglied ausgeübten Pedalbetätigungskraft erzeugt. Allerdings ist die hierfür im Rahmen der Erfindung eingesetzte Betätigungskraft-Erzeugungseinrichtung nicht als separates hydraulisches System ausgebildet, was zu einem erheblichen technischen Mehraufwand und neben den damit verbundenen Mehrkosten auch zu einer erhöhten Fehleranfälligkeit führen würde. Vielmehr ist der erfindungsgemä- ße Bremskrafterzeuger mittels einer Kammeranordnung realisiert, wie sie auch in herkömmlichen pneumatischen Bremskraftverstärkern zur mechanischen Unterstützung der Pedal betätig ungskraft zum Einsatz kommt. Die Anmelderin hat erkannt, dass sich das technisch ausgereifte und kostengünstig verfügbare Prinzip eines pneumatischen Bremskraftverstärkers auch zu einer von der Pedal betätig ung voll- ständig entkoppelten Betätigungskrafterzeugung nutzen lässt. Hierzu wird nach

Maßgabe der Intensität der Bremspedaibetätigung die Kammeranordnung über das Steuerventil angesteuert, um dadurch zur Erzeugung einer auf den Primärkolben wirkenden Betätigungskraft nach Maßgabe des mit der Pedalbetätigung zum Ausdruck gebrachten Fahrerwunsches eine Druckdifferenz zwischen der Unterdruck- kammer und der Arbeitskammer einzustellen. Diese Druckdifferenz führt in der Folge zu einer Verlagerung der beweglichen Wand und daraus resultierend zu einer Verla- gerung des Primärkolbens. Es versteht sich, dass auch eine Tandemkammeranordnung bei der Erfindung zum Einsatz kommen kann.

Um die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Bremskrafterzeugers überwachen zu können und um einen Parameter zur Rückkopplung des Ansprech Verhaltens des erfindungsgemäßen Bremskrafterzeugers im Rahmen einer Regelschleife bereitstellen zu können, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass die gegenwärtige Lage der beweglichen Wand mittels eines Positionssensors erfasst wird. Dabei kann der Positionssensor induktiv oder mechanisch ausgebildet sein. Eine einfache, kosten- günstige und dennoch zuverlässige Ausgestaltung ergibt sich beispielsweise dann, wenn der Positionssensor mit einem Taststift ausgebildet ist, der unter Vorspannung an der beweglichen Wand anliegt und deren Position bei einer Verlagerung erfassen kann.

Hinsichtlich der Pedalbetätigungs-Erfassungseinrichtung kann vorgesehen sein, dass diese einen Sensor zur Erfassung einer aktuellen Auslenkung des Bremspedals, insbesondere einen an einer Drehachse des Bremspedals angeordneten Drehwinkelsensor aufweist. Es ist aber gleichermaßen möglich, die Pedalbetätigung mittels eines andersartig ausgebildeten Sensors zu erfassen, beispielsweise anhand der translato- rischen Bewegung des Krafteingangsglieds oder anhand einer innerhalb des Krafteingangsglieds auftretenden Druckbelastung.

Wie vorstehend bereits ausgeführt, wird im Unterschied zu herkömmlichen Bremskraftverstärkern die Pedalbetätigungskraft bei der erfindungsgemäßen Lösung im Normalbremsfall, das heißt bei voller Funktionsfähigkeit des Bremssystems, nicht an den Primärkolben weitergeleitet. Vielmehr ist es erforderlich, mittels des elektromagnetischen Aktuators eine Betätigungskraft zu erzeugen. So kann der Aktuator in Form eines Linearantriebs oder eines rotatorischen Antriebs ausgeführt sein, dessen Rotationsbewegung über eine Getriebeanordnung, beispielsweise einen Kugelgewin- detrieb, in eine translatorische Bewegung umgewandelt wird. Eine bevorzugte

Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der elektromagnetische Aktuator eine an dem Steuerventilgehäuse festgelegte Spule und einen vermittels der Spule relativ zu dieser verlagerbaren magnetischen Anker aufweist. Mit dieser Ausführungsvariante lässt sich ein kostengünstiger, zuverlässig und reibungsarm arbeitender und exakt positionierbarer Bremskrafterzeuger erzielen. Es wurde im Rahmen der bisherigen Erfindungsgebeschreibung mehrfach erwähnt, dass das Krafteingangsglied nicht unmittelbar mechanisch mit der Betätigungskraft- Erzeugungseinrichtung gekoppelt ist. Um dennoch dem Fahrer den gewohnten Eindruck zu vermitteln, dass die Bremsanlage einer Betätigung des Bremspedals einen mechanischen Widerstand entgegensetzt, sieht die Erfindung eine an sich bekannte Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung vor. Eine derartige Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung kann beispielsweise in unmittelbarer Nähe zu dem Krafteingangsglied angeordnet werden. Dies führt jedoch im Allgemeinen zu einer erheblichen Bauraumvergrößerung der Anordnung, was der Forderung nach Kom- paktheit entgegensteht. Die Erfindung sieht zur Vermeidung derartiger Bauraumvergrößerungen vor, dass die Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung platzsparend in dem erfindungsgemäßen Bremskrafterzeuger integriert ist. Eine Maßnahme zur Realisierung einer derart integrierten Lösung liegt erfindungsgemäß beispielsweise darin, dass das Krafteingangsglied über eine Übertragungskolbenanordnung mit der Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung gekoppelt ist. Darüber hinaus kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass die Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung über ein Pedalgegenkraft-Hydrauliksystem mit einer Dämpferanordnung kraftübertragend koppelbar ist. So lässt sich die Wirkung Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung übertragen, so dass deren Komponenten an nahezu beliebiger Stelle des Bremskrafterzeugers positioniert werden können, also auch dort, wo Bauraum zur Verfügung steht.

Um dem Fahrer ein aus herkömmlichen Bremssystemen bekanntes Widerstandsverhalten bei der Betätigung des Bremspedals vermitteln zu können, sieht eine Weiter- bildung der Erfindung vor, dass die Dämpferanordnung eine über einen verlagerbaren Kraftkolben komprimierbare Simulationsfeder aufweist. Während sich mit der Simulationsfeder eine progressive Kraftänderung mit zunehmender Pedalbetätigung erreichen lässt, können ferner auch fluidische Dämpfungsmittel insbesondere zur Herbeiführung einer Hysterese, die eine verzögerte Rückbewegung des Bremspedals nach dessen Freigabe zur Folge hat, eingesetzt werden. Darüber hinaus haben die fluidischen Dämpfungsmittel die Wirkung, dass sie bei einer ausreichend schnellen Betätigung des Bremspedals dem Fahrer ein von herkömmlichen Bremssystemen bekanntes Widerstandsgefühl vermitteln, und zwar in jeder Betriebssituation der erfindungsgemäßen Bremsaniage.

Die Erfindung sieht ferner eine elektronische Steuereinrichtung vor, die die Pedalbe- tätigungs-Erfassungseinrichtung überwacht, und den elektromagnetischen Aktuator nach Maßgabe eines Ausgangssignals der Pedalbetätigungs-Erfassungseinrichtung, vorzugsweise unter Berücksichtigung einer vorgegebenen Kennlinie oder eines vorgegebenen Kennlinienfeldes, ansteuert. Aus dem Kennlinienfeld können in Abhängigkeit von herrschenden Betriebsparametern einzelne Kennlinien ausgewählt und der Ansteuerung des Bremskrafterzeugers zugrunde gelegt werden. Je nach Ausbildung des Bremssystems kann erfindungsgemäß weiter vorgesehen sein, dass die Kennlinie oder das Kennlinienfeld fest vorgegeben oder an erfasste Betriebsparameter adaptierbar ist. So ist es auch möglich auf Fahrerwunsch oder in Anpassung an das ermittelte Fahrerverhalten verschiedene das Verhalten der Bremse bestim- mende Kennlinien auszuwählen oder zu erstellen.

Bei einer Ausführungsvariante kann der erfindungsgemäße Bremskrafterzeuger derart ausgebildet sein, dass das Steuerventil ein relativ zu dem Basisgehäuse verlagerbares Steuerventilgehäuse und ein relativ zu dem Steuerventilgehäuse verlagerbares Steuerventilelement aufweist, wobei an dem Steuerventilgehäuse ein in dichtende Anlage mit dem Steuerventilelement bringbarer Gehäusedichtsitz vorgesehen ist, wobei weiter mit dem elektromagnetischen Aktuator, insbesondere mit dem Anker, eine Steuerventilhülse gekoppelt ist, an der ein in dichtende Anlage mit dem Steuerventilelement bringbarer Hülsendichtsitz vorgesehen ist. Eine derarti- ge Anordnung funktioniert so, dass bei dichtem Anliegen von Steuerventilelement und Hülsendichtsitz und gleichzeitig voneinander getrenntem Steuerventilelement und Gehäusedichtsitz die Arbeitskammer mit der Unterdruckkammer fluidisch verbunden ist und dass bei dichtem Anliegen von Steuerventilelement und Gehäusedichtsitz und bei gleichzeitig voneinander getrenntem Steuerventilelement und Hülsendichtsitz zum Aufbau eines Differenzdrucks zwischen der Arbeitskammer und der Unterdruckkammer die Arbeitskammer mit der Umgebungsatmosphäre fluisch verbunden ist.

Wie vorstehend bereits angedeutet, soll für einen Notbetriebsfall gewährleistet sein, dass das Krafteingangsglied auch mit Komponenten des Steuerventils unmittelbar mechanisch gekoppelt werden kann, um eine direkte Übertragung einer Bewegung des Krafteingangsglieds auf das Steuerventil und schließlich auf den Primärkolben erreichen zu können. In diesem Zusammenhang ist vorgesehen, dass zwischen dem Krafteingangsglied oder einer mit diesem gekoppelten Komponente und einer das Steuerventil betätigenden Komponente, insbesondere dem Anker, ein Sicherheitsspiel vorgesehen ist, das bei ausbleibender Verlagerung des Ankers durch die Spule trotz Betätigung des Bremspedals überwunden wird. Dadurch ist die das Steuerventil betätigende Komponente, insbesondere der Anker, mit dem Krafteingangsglied kraftübertragend koppelbar, wobei eine durch eine Bremspedaibetätigung induzierte weitere Verlagerung des Krafteingangsglieds unmittelbar auf die das Steuerventil betätigende Komponente, insbesondere den Anker, und in der Folge auf das Steuer- ventilgehäuse übertragen wird. Dadurch ist es möglich, selbst dann, wenn der Aktuator nicht ordnungsgemäß funktioniert und eine Verlagerung des Ankers aufgrund eines Defekts ausbleibt, durch direkte mechanische Kopplung zwischen Krafteingangsglied und Anker, das Steuerventil zu betätigen, so dass ein Differenzdruck zwischen der Arbeitskammer und der Unterdruckkammer aufgebaut werden kann und unterstützt durch diesen Differenzdruck der Primärkolben verlagert werden kann. Dieser Fall stellt sich dann ein, wenn beispielsweise lediglich der Aktuator defekt ist, die Vakuumquelle zum Aufbau eines Differenzdrucks zwischen der Arbeitskammer und der Unterdruckkammer aber noch ordnungsgemäß funktioniert.

In einem derartigen Notbetriebsfall erfolgt - wie vorstehend bereits mehrfach angesprochen - eine Relativbewegung zwischen dem Krafteingangsglied oder einer mit diesem gekoppelten Komponente und einer das Steuerventil betätigenden Komponente, insbesondere dem Anker, unter Überwindung des Sicherheitsspiels allerdings erst dann, wenn der durch das Druckbegrenzungsventil vorgegebene Druckschwel- lenwert in der Hydraulikkammer überschritten ist.

Auch in einem Notbetriebsfall, in dem sowohl der Aktuator als auch die Vakuumquelle ausgefallen ist, so dass selbst eine mechanische Betätigung des Steuerventils zu keiner nennenswerten Druckdifferenz zwischen der Arbeitskammer und der Unter- druckkammer führen würde, lässt sich der erfindungsgemäße Bremskrafterzeuger vollmechanisch bedienen. In diesem Betriebszustand wird schließlich auch die Ventilhülse nach Überwindung des Sicherheitsspiels soweit verschoben, bis die unmittelbar mit dem Primärkolben oder einer mit dieser gekoppelten Komponente mechanisch gekoppelt ist und jede weitere Verlagerung der Ventilhülse durch das Krafteingangslied schließlich direkt mechanisch auf den Primärkolben übertragen wird.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Betätigungskraft-Erzeugungseinrichtung, insbesondere der Aktuator in einem Normalbe- triebsfall derart angesteuert wird, dass der Primärkolben zur Verbesserung des

Ansprechverhaltens vorverlagert wird. Dadurch kann das Ansprechverhalten der mit dem erfindungsgemäßen Bremskrafterzeuger ausgerüsteten Fahrzeugbremsanlage erhöht werden. Diese Vorgehensweise empfiehlt sich insbesondere beim Einsatz einer derartigen Bremsanlage in einem Hybridfahrzeug. Bei Hybridfahrzeugen wird in der Regel ein Motor während eines Bremsvorgangs als Generator für ein regeneratives Bremsen eingesetzt. Erst dann, wenn die von dem Generator erzeugte Bremswir- kung nicht mehr ausreicht, um dem von dem Fahrer vorgegebenen Bremswunsch nachzukommen, wird zusätzlich die Fahrzeugbremsanlage angesteuert. Bekanntermaßen wird der Bremswunsch des Fahrers aber durch eine Pedalbetätigung vorgegeben. Dies führt zu dem Problem, dass einerseits eine Verlagerung des Krafteingangsglieds erfolgt, andererseits jedoch der Bremskrafterzeuger zunächst keine Bremskraft erzeugen soll. Insbesondere soll verhindert werden, dass es zu der für den Notbetriebsfall bereits diskutierten direkten mechanischen Kopplung von Krafteingangsglied und Anker oder weiterer Bremskrafterzeuger-Komponenten kommt. Somit ist für den Fall einer Verwendung eines erfindungsgemäß ausgestalteten Bremskrafterzeugers in einem Hybridfahrzeug das Spiel zwischen dem Übertragungs- kolben und dem Anker entsprechend größer auszubilden. Eine einfache größere

Dimensionierung dieses Spiels hätte allerdings den Nachteil, dass im Notbetriebsfall auch ein entsprechend größer dimensioniertes Spiel überwunden werden muss, bis endlich eine Bremswirkung erreicht wird. Diesen nachteiligen Effekt gilt es zu vermeiden.

Zur Lösung dieser Problemstellung sieht die Erfindung vor, dass das Spiel zwischen Übertragungskolben und Anker nur bedarfsweise vergrößert wird. Dies geschieht dadurch, dass der Bremskrafterzeuger und damit der Primärkolben bei einer Normalbremsung - das heißt für den Fall einer durch die regenerative Bremsung mittels des Generators eingeleiteten Bremsung - derart weit verlagert wird, bis sich unter der in der Bremsanlage erzeugten hydraulischen Wirkung die Bremsbeläge an die Bremsscheiben anlegen, jedoch gerade noch keine Bremskraft erzeugt wird. Durch diese Verlagerung des Bremskrafterzeugers und damit des Primärkolbens, die unabhängig von dem Krafteingangsglied erfolgt, vergrößert sich das Spiel zwischen dem Übertra- gungskolben und dem Anker entsprechend der Vorverlagerung, so dass das Krafteingangsglied entsprechend weiter verlagert werden kann, ohne dass eine mechanische Kopplung eintritt. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die Vorverlagerung des Primärkolbens um eine derartige Strecke erfolgt, dass sich Bremsbeläge einer mit dem Bremskrafterzeuger verbundenen Bremsanlage in Folge der dadurch im Brems- System erzeugten hydraulischen Wirkung an die Bremsscheiben anlegen, wobei im Wesentlichen keine Bremskraft erzeugt wird. Diese Vorverlagerung hat den weiteren Vorteil, dass dann, wenn die regenerative Bremswirkung des Generators nicht mehr ausreichend ist, um dem Bremswunsch des Fahrers nachzukommen, in der Folge bei entsprechender Ansteuerung des Bremskrafterzeugers ohne weitere Verzögerung die Bremsanlage sofort anspricht, da sich bereits die Bremsbeläge in Anlage mit den Bremsscheiben befinden.

Ein weiterer Vorteil dieser erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass in einer Notbetriebssituation, in der eine derartige Vorverlagerung unterbleibt, lediglich das ursprünglich vorgesehene Spiel zwischen Übertragungskolben und Anker überwunden werden muss, bis eine entsprechende mechanische Kopplung erzielt wird, so dass das Steuerventil mechanisch betätigt werden kann.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es stellen dar:

Fig.l eine schematische Übersichtsdarstellung des erfindungsgemäßen Bremskrafterzeugers und der mit diesem gekoppelten Fahrzeugkomponenten;

Fig.2 eine vergrößerte schematische Schnittansicht des Bremskrafterzeugers und

Fig.3 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremskrafterzeugers und der mit diesem gekoppelten Fahrzeugkomponenten für den Einsatz in einem Hybridfahrzeug mit regenerativer Bremsfunktion.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Bremsanlage schematisch dargestellt und allgemein mit 10 bezeichnet. Diese umfasst einen Bremskrafterzeuger 12 und einen mit diesem gekoppelten Hauptbremszylinder 14. Der Hauptbremszylinder 14 kommuniziert in herkömmlicher Weise mit einem Bremssystem 16, das über eine elektronische Steuereinheit 18 gesteuert wird. Die elektronische Steuereinheit 18 erhält dabei Signale von verschiedenen Regelsystemen innerhalb des Fahrzeugs, wie beispielsweise einem elektronischen Stabilitätsprogramm und einem Antiblockiersys- tem 20, einem automatischen Abstandshaltesystem (cruise control) 22 oder dergleichen. Die von diesen Programmen zu der elektronischen Steuereinheit 18 fließenden Signale werden ausgewertet und zur Ansteuerung des erfindungsgemäßen Bremskrafterzeugers 12 genutzt. Darüber hinaus erhält die elektronische Steuereinheit 18 Signale von einem Drehwinkelsensor 24, der die aktuelle Stellung eines Bremspedals 36 erfasst und damit ein der aktuellen Pedalbetätigung entsprechendes Signal bereitstellt. Nach Maßgabe des die aktuelle Pedal betätig ung charakterisierenden Signals steuert die elektronische Steuereinheit 18 den Bremskrafterzeuger 12 an, dessen Aufbau und Funktionsweise im Folgenden erläutert wird.

Der erfindungsgemäße Bremskrafterzeuger 12 besteht in seiner Grundstruktur aus zwei Modulen, nämlich zum einen aus dem Hauptbremszylinder 14 und zum anderen aus einem Bremskrafterzeugergehäuse 28, in das der Hauptbremszylinder 14 eingesetzt und mit dem es lösbar verbunden ist. In dem in Fig.l rechten Teil des Bremskrafterzeugers 12, insbesondere des Gehäuses 28, mündet ein stangenförmig ausgebildetes Krafteingangsglied 30. In diesem Bereich ist ein Steuerventil 32 vorgesehen. Das Steuerventil 32 umfasst ein Steuerventilgehäuse 34, das relativ zu dem Gehäuse 28 verlagerbar ist. Innerhalb des Steuerventilgehäuses 34 ist eine relativ zu diesem verlagerbare Ventilhülse 36 vorgesehen.

Der Bremskrafterzeuger 12 umfasst ferner eine innerhalb des Gehäuses 28 angeord- nete Kammeranordnung mit einer Unterdruckkammmer 38 und einer Arbeitskammer 40, die über eine bewegliche Wand 42 dicht voneinander getrennt sind. Die bewegliche Wand 42 ist zur gemeinsamen Bewegung mit dem Steuerventilgehäuse 34 gekoppelt.

In dem Steuerventilgehäuse 34 ist eine elektrisch ansteuerbare Spule 46 eines elektromagnetischen Aktuators 48 angeordnet. Der Aktuator 48 umfasst ferner einen relativ zu dem Steuerventilgehäuse 34 sowie zu der Spule 46 in Richtung der Längsachse A des Bremskrafterzeugers 10 verlagerbaren magnetischen Anker 50 der integral mit der Ventilhülse 36 ausgebildet ist. Darüber hinaus ist der Anker 50 bzw. die Ventilhülse 36 mit einer axialen Durchgangsbohrung versehen, in der sich ein Übertragungskolben 52 verschiebbar erstreckt. Der Anker 50 ist über eine Feder 54 in die in Fig.l gezeigte Stellung vorgespannt. Die Feder 54 stützt sich mit ihrem einen Ende an der beweglichen Wand 42 ab und mit ihrem anderen Ende an einem inneren Flansch 55 an dem Anker 50. An seinem in Fig.l rechten Ende weist der Übertragungskolben 52 einen Aufnahmekolbenabschnitt 57 auf, der das Krafteingangsglied 30 kraftübertragend aufnimmt.

Zwischen der rechten Stirnfläche des Flansches 55 und der linken Stirnfläche des Aufnahmekolbenabschnitts 57 ist ein Sicherheitsspiel s vorgesehen, das erst über- wunden werden muss, bevor der Aufnahmekolbenabschnitt 57 in Anlage mit dem

Flansch 55 gelangt. Ferner ist zwischen der linken Stirnfläche des Ankers 50 und dem diesen gegenüberliegenden Abschnitt der beweglichen Wand 42 ein weiteres Spiel r vorgesehen, das erst überwunden werden muss, bevor eine mechanische Kopplung von Anker 50 und beweglicher Wand 42 und damit von Anker 50 und Primärkolben 64 vorliegt.

Die Ventilhülse 36, das Steuerventilgehäuse 34 und ein relativ zu diesen verlagerbares Ventilelement 58 bilden das eigentliche Steuerventil 22. In dem in Fig.l gezeigten Zustand liegt die Ventilhülse 36 mit ihrem dem Ventilelement 58 zugewandten Hülsendichtsitz 60 an dem Ventilelement 58 an. Ferner ist in diesem Zustand ein an dem Steuerventilgehäuse 34 ausgebildeter Gehäusedichtsitz 62 von dem Ventilele- ment 58 abgehoben. In dem in Fig. 1 gezeigten Zustand verbindet das Steuerventil 32 die Unterdruckkammer 38 mit der Arbeitskammer 40. Die Unterdruckkammern 38 ist dabei mit einer Unterdruckquelle gekoppelt, nämlich mit einer gesondert ausgebildeten Vakuumpumpe 63, die angesteuert über die elektronische Steuereinheit 18 von einem Elektromotor 65 angetrieben wird. Das Krafteingangsglied wird über eine Rückstellfeder 56 in die in Fig.l gezeigte Stellung vorgespannt.

Der Übertragungskolben 52 erstreckt sich mit seinem in Fig.l linken Ende in einen Primärkolben 64 hinein, der mit einer axialen Durchgangsbohrung ausgeführt ist. Der Primärkolben 64 ist dichtend in einer einseitig offenen Bohrung 66 geführt, die in dem Zylindergehäuse 14 ausgebildet ist. In der Durchgangsbohrung des Primärkolbens 64 ist ein Betätigungskolben 68 verlagerbar geführt. Auch der Betätigungskolben 68 weist eine einseitig offene Bohrung 70 auf, die mit einem in dieser verlagerbaren und am linken Ende des Ü bertrag ungskolbens 52 integral ausgebilde-- ten Trennkolben 72 verschlossen ist. Der Trennkolben 72 schließt mit dem Betäti- gungskolben 68 eine Hydraulikkammer 74 ein. Der Betätigungskolben 68 liegt über einen Anschlagstift 75, der durch einen im Primärkolben 64 vorgesehenen Langlochschacht 73 hindurch geführt ist, an einer Durchmesserstufe im Inneren des Zylindergehäuses 14 an. Er ist dadurch an einer Axialbewegung in Fig. 1 nach rechts gehindert.

Die Hydraulikkammer 74 ist über einen Verbindungskanal 76 mit einem in dem Zylindergehäuse 18 ausgebildeten Fluidkanal 80 fluidisch verbunden. Der Fluidkanal 80 führt über eine Fluidleitung 78 mit einer mit der elektronischen Steuereinheit 18 gekoppelten Druckmesseinrichtung 79 zu einer schematisch gezeigten elektromagne- tischen Schaltventilanordnung 82. Diese ist von der elektronischen Steuereinheit 18 ansteuerbar und befindet sich in dem in Fig. 1 gezeigten Zustand in ihrer Passivstellung, die sie aufgrund einer Vorspannfeder selbsttätig einnimmt. Bei Bestromung der Schaltventilanordnung 82 über die elektronische Steuereinheit 18 lässt sich die Schaltventilanordnung 82 in ihre Aktivstellung überführen. Die Schaltventilanordnung 82 ist mit zwei Leitungszweigen gekoppelt. In der Passivstellung ist die Fluidleitung 78 mit einem Überdruckventil 84 fluidisch verbunden, das eine Fluidströmung aus der Hydraulikkammer 74 solange blockiert, bis ein Druckschwellenwert erreicht ist, bei dem sich das Überdruckventil 84 öffnet. In der Aktivstellung lässt die Schaltventilanordnung 82 eine Fluidströmung aus der Hydraulikkammer 74 über die Fluidleitung 78 in eine sich an die Schaltventilanordnung 82 anschließenden Fluidleitung 86 zu. In der Fluidleitung 86 ist eine Drosseleinrichtung 88 angeordnet. Ferner zweigt von der Fluidleitung 86 ein Leitungszweig 90 zu einem drucklosen Hydraulikfluidre- servoir 92 ab. Vor dem Hydraulikfluidreservoir 92 sind eine Drosseleinrichtung 94 und eine Trennventilanordnung 96 angeordnet. Die Trennventilanordnung 96 ist über eine Vorspannfeder in die in Fig. 1 gezeigte Passivstellung vorgespannt, in der sie die Fluidleitung 86 mit dem Hydraulikfluidreservoir 92 fluidisch verbindet. Die Trennven- tilanordnung 96 kann durch Bestromung vermittels der elektronischen Steuereinheit 18 in ihre Aktivstellung umgeschaltet werden, in der sie die Fluidleitung 86 von dem Hydraulikfluidreservoir 92 fluidisch trennt.

Die Fluidleitung 86 mündet schließlich in eine Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung 100. Die Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung 100 ist integral in dem Zylindergehäuse des Hauptbremszylinders 14 ausgebildet. Sie umfasst einen Simulationskolben 102, der gegen den Widerstand einer Simulationsfeder 104 verlagerbar ist und dadurch einer durch eine Betätigung des Bremspedals 26 bedingten Bewegung des Übertragungskolbens 52 einen Widerstand entgegensetzt.

Es ist noch nachzutragen, dass in der Fluidleitung 86 parallel zu dem Überdruckventil 84 sowie parallel zu der Drosseleinrichtung 88 und in dem Leitungszweig 90 parallel zu der Drosseleinrichtung 94 jeweils Rückschlagventile angeordnet sind, die in bestimmten Betriebssituationen eine unerwünschte Fluidströmung zu der Hydraulik- kammer 74 blockieren.

Wendet man sich wiederum dem Aufbau des erfindungsgemäßen Bremskrafterzeugers 12 zu, wie er in Fig.l dargestellt ist, so erkennt man in dieser Darstellung, dass in dem Zylindergehäuse 14 neben dem Primärkolben 64 ferner ein Sekundärkolben 106 verschiebbar aufgenommen ist. Der Primärkolben 64 begrenzt zusammen mit der Begrenzungswand der Bohrung 66 und dem Sekundärkolben 106 sowie dem in Fig.l linken Ende des Betätigungskolbens 68 eine Primärdruckkammer 108. Der Sekundärkolben 106 begrenzt zusammen mit der Begrenzungswand der Bohrung 66 eine Sekundärdruckkammer 110. Primärkolben und Sekundärkolben sind über Rückstellfedern 112 und 114 in die in Fig.l gezeigte Position vorgespannt.

Schließlich ist in Fig.l noch ein Positionssensor 116 gezeigt. Der Positionssensor 116 weist einen in Fig.l nach rechts federvorgespannten Stößel 118 auf, der mit seinem freien Ende stets an der beweglichen Wand 42 anliegt und deren aktuelle Position erfasst.

Im Folgenden soll unter Bezugnahme auf Fig.l die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Bremskrafterzeugers 12 erörtert werden.

In Folge einer Betätigung des Bremspedals 26 wird das Krafteingangsglied 30 mit der Kraft F beaufschlagt und gegenüber der in Fig. 1 gezeigten Ausgangsstellung entlang der Längsachse A des Bremskrafterzeugers verlagert. Die Bremspedaibetätigung wird bei voller Funktionsweise aller Komponenten - also in einer Normalbetriebssituation - unmittelbar von dem in Fig.l gezeigten Drehwinkelsensor 24 erfasst und an die elektronische Steuereinheit 18 weitergeleitet Diese steuert die Spule 46 an und bestromt diese nach Maßgabe vorgegebener Kennlinien und ggf. unter Berücksichti- gung weiterer Parameter, beispielsweise von dem Stabilitätsprogramm bzw. dem Antiblockiersystem 20 oder der Abstandskontrolleinrichtung 22. Durch die Bestro- mung der Spule 46 baut sich in dieser ein Magnetfeld auf, welches den Anker 50 in Fig.l nach links in die Spule hineinzieht. Dabei wird die Ventilhülse 36 von dem Anker 50 mitgenommen. Das Ventilelement 58 bewegt sich solange mit der Ventil- hülse 36 mit, bis es an dem Gehäusedichtsitz 62 zur Anlage kommt. Sodann hebt der Hülsendichtsitz 60 von dem Ventilelement 58 ab. In der Folge werden die Unterdruckkammer 38 von der Arbeitskammer 40 isoliert sowie die Arbeitskammer 40 mit der Umgebungsatmosphäre verbunden. Es baut sich ein Überdruck in der Arbeitskammer 40 auf, der zu einer Verlagerung des Steuerventilgehäuses 34 entgegen einer Kraft einer Rückstellfeder 44 führt und damit auch zu einer Verlagerung des Primärkolbens 64 und des Sekundärkolbens 106. Dadurch baut sich in der Primärdruckkammer 108 und in der Sekundärkammer 110 jeweils ein Bremsdruck auf, der in einem an dem Bremskrafterzeuger 12 angeschlossenen Fahrzeugbremssystem zum Abbremsen des Fahrzeugs genutzt wird. Die bewegliche Wand 42 bewegt sich mit dem Steuerventilgehäuse 34 soweit, bis sich beide Dichtsitze, nämlich der

Hülsendichtsitz 60 und der Gehäusedichtsitz 62, wieder in Anlage an dem Ventilele- ment 58 befinden. In diesem Zustand ist das System im Gleichgewicht und es tritt ohne äußere Einwirkung keine weitere Änderung mehr ein.

Wie vorstehend dargelegt, erfolgt die Betätigung des Steuerventils 32 durch eine Verlagerung des Ankers 50, der über die in der Spule 46 erzeugte Magnetkraft entlang der Längsachse A bewegt wird. Die Bewegung des Krafteingangsglieds 30 und die diese initiierende Kraft F wird allerdings in dem in Fig.l gezeigten betätigten Zustand nicht auf den Anker 50 übertragen. Vielmehr wird diese Bewegung des Krafteingangsglieds 14 auf den Übertragungskolben 52 übertragen. Der Übertra- gungskolben 52 wird in der Folge innerhalb des Primärzylinders 64, insbesondere innerhalb der einseitig offenen Bohrung 70 des Betätigungskolbens 68 verlagert und verschiebt dabei den Trennkolben 72 in Fig.l nach links, wobei der Betätigungskolben 68 wegen des in der Primärdruckkammer 108 herrschenden Hydraulikdrucks relativ zu dem Gehäuse 28 in seiner Position verharrt.

Durch die Bewegung des Trennkolbens 72 wird Hydraulikfluid aus der Hydraulikkammer 74 über den Verbindungskanal 76 und den Fluidkanal 80 zu der elektromagnetischen Schaltventilanordnung 82 gefördert. Die elektromagnetische Schaltventilanordnung 82 wird infolge der erfassten Pedalbetätigung von der elektroni- sehen Steuereinheit 18 in ihre Aktivstellung geschaltet, in welcher sie eine Fluidströmung aus der Hydraulikkammer 74 zulässt. Ferner wird die Trennventilanordnung 96 infolge der erfassten Pedalbetätigung von der elektronischen Steuereinheit 18 in ihre Aktivstellung geschaltet, in welcher sie eine Fluidströmung aus der Hydraulikkammer 74 in das Fluidreservoir 92 blockiert. Demnach kann das aus der Hydraulikkammer 74 gedrückte Hydraulikfluid nicht in das Hydraulikfluidreservoir 102 strömen, sondern wird gegen den Widerstand der Pedalgegenkraft-Simulationsvorrichtung 100 in diese gefördert. Dabei wird der Simulationskolben 102 unter Komprimierung der Simulationsfeder 104 verschoben.

Wird das Bremspedal von dem Fahrer wieder freigegeben, so bewegt sich das

System in die Fig. 1 gezeigte Stellung zurück. Das Krafteingangsglied 30 wird dabei aufgrund der Wirkung der Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung 100 und weiterer Rückstellfedern in seine Ausgangsstellung zurück bewegt. Diese Rückstellbewegung erfolgt jedoch wegen der Drosseleinrichtung 88 mit Hysterese.

Die vorstehend geschilderten Phasen der Bremskrafterzeugung erfolgen stets unter Aufrechterhaltung des Sicherheitsspiel s, sofern man von geringen verzögerungsbe- dingten Schwankungen absieht. Das Sicherheitsspiel r wird jedoch auf Grund der aktuatorbedingten Verlagerung des Ankers verändert und bei sehr starker Bremsung eventuell sogar aufgebraucht.

Während der Ansteuerung des Aktuators 48 erfasst die elektronische Steuereinheit 18 permanent über den Positionssensor 116 die aktuelle Position der beweglichen Wand 42. Dadurch kann die Ist-Position des Steuerventilgehäuses 34 erfasst werden und mit einer durch die Pedalbetätigung vorgegebenen Soll-Position verglichen werden. Bei einer Abweichung von Ist-Position und Soll-Position, beispielsweise aufgrund einer Veränderung der Pedalstellung durch den Fahrer oder aufgrund anderer äußerer Einflüsse, steuert die elektronische Steuereinheit 18 den Aktuator 48 korrigierend an. Im Falle einer Notbremsung, bei welcher das Bremspedal 26 schnell und mit großer Betätigungskraft vom Fahrer niedergedrückt wird, kann die elektronische Steuereinheit 18 den Aktuator 48 auch überproportional stark bestromen, um schnell eine hohe Druckdifferenz in der Kammeranordnung aufzubauen und um in der Folge eine für die Notbremsung hinreichend große Bremskraft mit dem Bremskrafterzeuger 12 zu erzeugen.

Die vorstehende Beschreibung zeigt, dass im Normalbetrieb die auf das Kraftein- gangsglied ausgeübte Bestätigungskraft F lediglich eine Verlagerung des Übertragungskolben 52 und in der Folge einer hydraulischen Übertragung eine Bewegung des Simulationskolbens 102 bewirkt, jedoch keinerlei unmittelbare Wirkung auf die Komponenten des Steuerventils 32 hat. Die den Primärkolben 64 verlagernde Betätigungskraft wird vielmehr durch Aktivierung des Aktuators 48 und Verlagerung des Ankers 50 initiiert, wodurch das Steuerventil 32 betätigt wird, um eine Druckdifferenz in der Kammeranordnung zu erzielen. Aufgrund dieser Druckdifferenz verlagert sich das Steuerventilgehäuse 34 und mit diesem der Primärkolben 64 sowie der Sekundärkolben 106.

Im Folgenden soll eine Notfallbetriebssituation erläutert werden, in der der erfindungsgemäße Bremskrafterzeuger 12 trotz eines Defekts an einer oder mehreren Komponenten weiter funktioniert:

Eine Notfallbetriebssituation tritt beispielsweise dann auf, wenn die Spule 46 nicht mehr ordnungsgemäß angesteuert wird. Dies kann beispielsweise daran liegen, dass der Drehwinkelsensor 22 defekt ist oder ein Defekt im Bordnetz des Fahrzeugs auftritt. Dieser Defekt führt dazu, dass die elektronische Steuereinheit 18 die Schalt- ventilanordnung 82 nicht in ihre Aktivstellung überführt. Bei einem derartigen fehlerhaften Betriebszustand kann das Steuerventil 32 nicht mehr über den Aktuator 48 betätigt werden. Dennoch lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Bremskrafterzeuger 12 eine hinreichend gute Bremswirkung erzielen. Bei einer Bremspedalbetäti- gung wird das Krafteingangsglied 30 in Fig. 1 nach links verlagert. In der Folge wird der Übertragungskolben 52 entlang der Längsachse A in Fig. 1 nach links verlagert. Da jedoch die Schaltventilanordnung 82 von der elektronischen Steuereinheit 18 nicht angesteuert wird und so in der in Fig. 1 gezeigten Passivstellung verharrt, kann das in der Hydraulikkammer 74 eingeschlossene Hydraulikfluid nicht entweichen. Aufgrund der Inkompressibilität des Hydraulikfluids kommt es durch die in der

Hydraulikkammer 74 eingeschlossenen Flüssigkeitssäule zunächst zu einer unmittelbaren hydromechanischen Kraftkopplung zwischen Übertragungskolben 52 und Betätigungskolben 68, der über den Verbindungszapfen 75 schließlich den Primärkolben 64 in dem Zylindergehäuse 14 verlagert. So wird die Bremspedaibetätigung zunächst unmittelbar und ohne Überwindung des Leerspiels s auf den Primärkolben 64 übertragen, was zu einem zuverlässigen und schnellen Ansprechen der Bremsanlage 10 im Notbetriebsfall führt.

Durch die Bremspedaibetätigung kommt es in einer derartigen Notbetriebssituation auch zu einem starken Druckanstieg innerhalb der Hydraulikkammer 74. Übersteigt der innerhalb der Hydraulikkammer 74 herrschende Druck den durch das Druckbegrenzungsventil 84 vorgegebenen Druckschwellenwert, so kann unter der Wirkung der Kraft F auf das Krafteingangsglied 30 Hydraulikfluid aus der Hydraulikkammer 74 über die Schaltventilanordnung 82, das Druckbegrenzungsventil 84 und das Trenn- ventil 96 in das Reservoir entweichen. Dadurch kommt es zu einer Relatiweriagerung des Übertragungskolbens 52 zu dem Betätigungskolben 68, wobei weiterhin der durch das Druckbegrenzungsventil 84 vorgegebene Druckschwellenwert als Druck in der Hydraulikkammer 74 herrscht. Bei weiterer starker Kraftbeaufschlagung des Krafteingangsglieds 30, so dass der Druckschwellenwert überschritten wird, bewegt sich der Übertragungskolben 52 weiter relativ zu dem Betätigungskolben 68 und auch weiter relativ zu der aufgrund des Ausfalls des Aktuators unbetätigten Ventilhülse 36. Dabei wird das Sicherheitsspiel s überwunden, bis schließlich der Aufnahmekolbenabschnitt 57 an dem Flansch 55 zur Anlage kommt. Sodann sind der Übertragungskolben 52 und damit auch das Krafteingangsglied 30 mit der Ventilhülse 36 kraftübertragend verbunden. Eine weitere Verlagerung des Krafteingangsglieds 30 in Fig. 1 nach links führt demnach auch zu einer Verlagerung der Ventilhülse 36, so dass sich der Hülsendichtsitz 60 von dem Ventilelement 58 abhebt. In der Folge kommt es zu der vorstehend bereits geschilderten Konstellation, in der sich eine Druckdifferenz zwischen der Unterdruckkammer 38 und der Arbeitskammer 40 ausbilden kann. Funktioniert die mit der Unterdruckkammer gekoppelte Vakuumquelle noch korrekt, so kommt es aufgrund dieser mechanischen Verlagerung der Ventilhülse 36 zum Aufbau einer Druckdifferenz zwischen der Arbeitskammer 40 und der Unterdruckkammer 38, die eine Verlagerung der beweglichen Wand 42 nach sich zieht und in der Folge eine Verlagerung des Primärkolbens 68. Das Steuerventil 32 wird in diesem Zustand, in dem der Aktuator 48 ausgefallen ist, demnach nach Überwindung des Sicherheitsspiels s mechanisch betätigt.

In der vorstehend beschriebenen Notbetriebssituation, in der lediglich der Aktuator, nicht jedoch die Vakuumquelle ausgefallen ist, lässt sich also zunächst durch die hydromechanische Kopplung von Betätigungskolben 68 und Übertragungskolben 52 eine unmittelbare Mindestbremswirkung erzielen, die durch die Höhe des Druck- Schwellenwerts bestimmt ist. In der Folge lässt sich dann nach Überwindung des

Sicherheitsspiels s in herkömmlicher Weise eine pneumatische Bremskrafterzeugung erzielen. Dies gilt auch für einen Fall, in dem auch die Vakuumquelle ausgefallen ist, jedoch noch hinreichend Unterdruck in der Unterdruckkammer 38 herrscht, um eine Bremskraftverstärkung zu erzielen. So ist es beispielsweise möglich, selbst bei ausgefallener Vakuumquelle noch drei bis vier Bremsvorgänge vorzunehmen, bis keine hinreichende Druckdifferenz zwischen der Unterdruckkammer 38 und der Arbeitskammer 40 mehr einstellbar ist.

Selbst in Notbetriebssituationen, in denen auch die Vakuumquelle ausgefallen ist und das zur Verfügung stehende Vakuum "aufgebraucht" ist, lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Bremskrafterzeuger 12 auch eine rein mechanische Bremsung durchführen. Wiederum wird in derartigen Fällen zunächst nach Überschreiten des Druckschwellenwertes in der Hydraulikkammer 74 das Sicherheitsspiel s aufgebraucht, so dass es zu einer gegenseitigen Anlage von Flansch 55 und Aufnahmekol- benabschnitt 57 kommt und damit zu einer mechanischen Kopplung von Ventilhülse 36 und Krafteingangsglied 30. In der Folge wird - wie vorstehend bereits beschrieben - bei weiterer Verlagerung des Krafteingangsglieds 30 in Fig. 1 nach links die Ventilhülse 36 in Fig. 1 nach links verlagert, so dass auch das Spiel r aufgebraucht wird. Schließlich kommt die Ventilhülse 36 mit Ihrer in Fig. 1 linken Stirnfläche in gegensei- tige Anlage mit der beweglichen Wand 42, so dass sich eine direkte mechanische Kopplung zwischen dem Krafteingangsglied 30 und dem mit der beweglichen Wand gekoppelten Primärkolben 64 unter Vermittlung des Aufnahmekolbenabschnitts 57 und der Ventilhülse 36 einstellt. Eine bei einer derartigen mechanischen Kopplung weitergehende Verlagerung des Krafteingangsglieds 30 in Fig. 1 nach links führt demnach zu einer unmittelbaren Verlagerung des Primärkolbens 64 und damit zu einer unmittelbaren Übertragung der Pedalbetätigungskraft auf den Primärkolben 64.

Im Folgenden soll kurz auf Figur 2 eingegangen werden. Fig. 2 zeigt eine Möglichkeit zur kompakten Ausführung von Schaltventilanordnung 82 und Trennventilanordnung 96. Die Ventilanordnung aus Fig. 2 ist in dem Zylindergehäuse 14 ausgebildet und umfasst eine Spule 124 mit einem darin verschiebbaren Anker 126, der fest mit einem Ventilstössel 128 gekoppelt ist. Der Ventilstössel 128 weist einen Umfangs- flansch 130 auf, an dem ein Ende einer Rückstellfeder 132 anliegt. Das andere Ende der Rückstellfeder 132 liegt an einem Gegenflansch 134 einer in dem Zylindergehäuse 14 festgelegten Ventilbuchse 136 an, wobei der Ventilstössel 128 mit großzügigem Spiel durch eine Durchgangsöffnung 137 in dem Gegenflansch 134 hindurch geführt ist. Der Ventilstössel 128 weist in seinem mittleren Bereich einen sich konisch aufweitenden Abschnitt 139 auf, der der Durchgangsöffnung 137 zugewandt ist, und an seinem freien Ende einen Dichtzapfen 138 auf, der mit einem Ventilsitz 140 eines Ventilelements 142 zusammenwirkt. Das Ventilelement 142 ist abgedichtet in der Ventilbuchse 136 aufgenommen. Die Ventilbuchse 136 bildet zwei Kammern aus, nämlich eine Vorkammer 144, die über die Fluidleitung 80 mit der Hydraulikkammer 74 und über die Fluidleitung 86 mit der Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung 100 kommuniziert, und eine Abflusskammer 148, die über den Leitungszweig 90 mit dem drucklosen Hydraulikfluidreservoir 92 kommuniziert.

Je nach Ankerstellung können die vorstehend beschriebenen Zustände von Schaltventilanordnung und Trennventilanordnung erreicht werden.

In der in Fig. 2 gezeigten Stellung ist die Spule 124 nicht bestromt. Durch die Rückstellfeder 132 wird der Ventilstössel 124 mit seinem Dichtzapfen 138 gegen den Dichtsitz 140 gedrückt und verhindert ein Ausströmen von Hydraulikfluid aus der

Hydraulikkammer 74. Bei hinreichend hohem Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer 74, d.h. bei Überschreiten eines Druckschwellwerts in der Hydraulikkammer 74, wird der Ventilstössel 124 mit seinem Dichtzapfen 138 von dem Dichtsitz 140 gegen die Federwirkung der Rückstellfeder 132 abgehoben, so dass das Hydraulikfluid durch die Durchgangsöffnung 137 hindurchströmen und in das Reservoir 92 abströmen kann. Der in Fig. 2 gezeigte Zustand ist die Passivstellung der kombinierten Ventilan- ordnung, die bei nicht betätigtem Bremspedal, im Ruhebetrieb sowie in Notbetriebssituationen vorliegt.

Bei Bestromung der Spule 124 wird der Anker 126 und mit diesem der Ventilstössel 124 in Richtung von Pfeil P verlagert (nicht gezeigt), bis der konische Bereich 144 in dichtende Anlage mit der Durchgangsöffnung 137 gelangt und die Vorkammer 144 von der Abflusskammer trennt. Femer ist in diesem Zustand der Dichtzapfen 138 von dem Dichtsitz 140 abgehoben. In diesem bestromten Zustand kann Fluid auch bei geringem Druck aus der Hydraulikkammer 74 in die Vorkammer 144 und von dieser zu der Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung 100 strömen. Dieser in Fig. 2 nicht gezeigte Zustand ist die Aktivstellung der kombinierten Ventilanordnung, die bei betätigtem Bremspedal vorliegt.

Es sei angemerkt, dass die in Fig. 2 gezeigte Ventilanordnung noch mit Lippendich- tungen 150 und 152 ausgeführt ist, die als Rückschlagventile wirken. An diesen kann in Überdrucksituationen Hydraulikfluid in Fig. 2 jeweils in Richtung von links nach rechts (entgegen der Aufstellrichtung) Hydraulikfluid vorbeiströmen; in entgegengesetzter Richtung wird eine Hydraulikfluidströmung jedoch blockiert.

Durch die Bereitstellung der Ventilanordnung lässt sich erfindungsgemäß das Problem auf erstaunlich einfache Weise verhindern, dass Leerwege in einer Notbetriebssituation überwunden werden müssen. Erfindungsgemäß lässt sich also durch hydromechanische Effekte eine selbst im Notbetriebsfall schnell ansprechende Bremsanlage bereitstellen.

Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremskrafterzeugers. Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen wiederum lediglich die Unterschiede zu der Ausführungsform gemäß Figur 1 beschrieben werden, wobei für gleichartige oder gleichwirkende Komponenten dieselben Bezugszeichen wie voran- gehend bei der Beschreibung von Figur 1 verwendet werden, jedoch mit dem Buchstaben „a" nachgestellt.

Die Ausführungsform gemäß Figur 3 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Figur 1 darin, dass der Anschlagstift 75a relativ zu dem Hauptbremszylinder 14a durch eine Klemmhülse 160a festgelegt ist, wobei die Klemmhülse 160a fest in dem Hauptbremszylinder 14a verankert ist. Dadurch lässt sich der Anschlagstift 75a nicht gegenüber dem Gehäuse 34a verlagern. Die Ausführungsform gemäß Figur 3 eignet sich insbesondere für einen Anwendungsfall des erfindungsgemäßen Bremskrafterzeugers 12a, in dem regenerativ gebremst werden soll. Dies bedeutet, dass der Bremskrafterzeuger 12a in einem Fahrzeug eingesetzt wird, das die beim Bremsen frei werdende Energie zumindest teilweise über einen Generator zurückgewinnt. Derartige Einsatzbedingungen herrschen insbesondere bei Hybridfahrzeugen, bei denen das Fahrzeug sowohl mittels eines Elektromotors als auch mittels eines Verbrennungsmotors betriebssituationsab- hängig angetrieben werden kann. Der Generator erzeugt während der Bremsung einen Teil der für den Elektromotorbetrieb erforderlichen Energie, die in einem Akkumulator zwischengespeichert wird. Ferner können regenerative Bremssysteme auch in mit Brennstoffzellen betriebenen Fahrzeugen eingesetzt werden, in denen ebenfalls elektrische Energie für Reformationsprozesse oder dergleichen bereitgestellt werden muss.

Bei derartigen regenerativen Bremssystemen wird der Generator (Motor) im Falle einer Bremsung, d. h. bei einer Bremspedaibetätigung, zumindest über die angetriebenen Räder angetrieben. Die hierfür erforderliche Energie dient zur Verzögerung des Fahrzeugs. Reicht diese Verzögerung jedoch nicht aus, um das Fahrzeug entsprechend dem Bremswunsch des Fahrers abzubremsen, so ist es erforderlich, wie bei herkömmlichen Bremssystemen, zusätzlich eine Bremskraft über das Bremssystem zu erzeugen. Setzt man den erfindungsgemäßen Bremskrafterzeuger 12a in einem derartigen regenerativen Bremssystem ein, so stellt sich allerdings das Problem, dass der Bremskrafterzeuger 12a bei einer Bremspedaibetätigung und einer daraus resultierenden Verlagerung des Krafteingangsglieds 30a zunächst keine Bremskraft erzeugen muss. Eine Bremskrafterzeugung durch den Bremskrafterzeuger 12a ist beispielsweise so lange nicht erwünscht, solange die durch den zugeschalteten Generator erzielbare Verzögerung der durch den Fahrerwunsch vorgegebenen Soll Verzögerung genügt. Erst wenn diese Bedingung nicht mehr erfüllt ist, muss der Bremskrafterzeuger 12a eine zusätzliche Bremskraft erzeugen. Dies bedeutet, dass erst dann der Aktuator 48a aktiviert und in der Folge das Steuerventil 32a wie vorstehend mit Bezug auf Figur 1 geschildert, angesteuert werden muss, wenn eine reine Generatorbremsung nicht mehr ausreicht. Bevor eine solche Ansteuerung des Steuerventils 32a und eine daraus resultierende Bremskrafterzeugung erfolgt, wird eine Verlagerung des Krafteingangsglieds 30a lediglich über den Übertragungskolben 52a und den Betätigungskolben 68a zu der Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung übertragen, die der Pedalbetätigung eine für den Fahrer gewohnte Widerstandskraft entgegensetzt.

Da zunächst keine Verlagerung des Ankers 50a innerhalb der Spule 46a erfolgen soll, sich der Übertragungskolben 52a, jedoch bedingt durch die Bewegung des Krafteingangsglieds 30a in Figur 3 nach links bewegt, ist das Sicherheitsspiel s ausreichend groß zu bemessen, um ein unerwünschtes Öffnen des Steuerventils 32a zu verhindern. Dadurch würde sich aber auch der Leerweg bei einem Systemausfall vergrößern.

Die Klemmhülse 160a ist deshalb erforderlich, weil sich andernfalls der Betätigungskolben 68a unter der Wirkung des Übertragungskolbens 52a innerhalb des Primärkolbens 64a in die Primärdruckkammer 108a hineinverlagern könnte und somit in dieser Phase der Bremsung unerwünscht Bremsdruck in der Primärdruckkammer 108a erzeugen könnte.

Im Anschluss an die reine Generatorbremsung muss dann ein fließender Übergang in einen Zustand erfolgen, in dem sowohl mittels des Generators als auch mittels der über den Bremskrafterzeuger 12a erzeugten Bremskraft gebremst wird. Um diesen Übergang möglichst ruckfrei zu gestalten, kann der erfindungsgemäße Bremskrafterzeuger 12a vorab in eine Bereitschaftsstellung gefahren werden, in welcher alle Leerwege der Anordnung bereits aufgebraucht sind. Bei diesen Leerwegen handelt es sich um die in Figur 3 gekennzeichneten Wege d, I und m. Der Leerweg d entspricht der Strecke, bis das Steuerventil 32a in eine Bereitschaftsstellung gefahren wurde. I ist der Leerweg des Hauptzylinders 64a bis die Verbindung zum Fluidreser- voir 92a über die Leitung 162a vollständig geschlossen ist. m ist der zusätzliche Leerweg, der überwunden werden muss, bis sich die Bremsbeläge an die Bremsscheiben innerhalb des Bremssystems 16a anlegen.

Die hinter diesem Ausführungsbeispiel stehende Erfindung hinsichtlich der Leerwege d, I und m beruht nun darauf, dass der erfindungsgemäße Bremskrafterzeuger 12a in einem Normalbremsfall stets unter Überwindung der Leerwege d, I und m durch entsprechende Ansteuerung des Aktuators 48a in Fig.3 nach links vorverlagert wird. Dadurch vergrößert sich das Spiel s um die Summe der Leerwege d, I und m, so dass der zusätzliche Leerwegbedarf beim regenerativen Bremsen gedeckt wird, ohne dass bereits durch den Bremskrafterzeuger eine Bremskraft erzeugt wird. Das Verlagern des Primärkolbens zusammen mit dem Bremskrafterzeuger 12a unter Überwindung der Leerwege d, I und m führt lediglich zu einem besseren Ansprechverhalten, nicht jedoch bereits zu einer Bremskrafterzeugung.

In einer Notbbetriebssituation, in der entweder der Aktuator 48a allein ausfällt oder zusätzlich auch noch die Funktionsweise der Kammeranordnung 16a beeinträchtigt ist, erfolgt wegen des Defekts des Aktuators 48a dieses Vorverlagern des Bremskrafterzeugers und damit des Primärkolbens 64a nicht. Dies bedeutet aber auch, dass sich der Aufnahmekolbenabschnitt 57a unter Überwindung des unverändert gebliebenen Spiels s an den inneren Flansch 55a anlegt und so bei einer weiteren Bewegung in Figur 3 nach links das Steuerventil 22a öffnet. Schließlich kann auch noch das weitere Spiel r überwunden werden, so dass es zu einer rein mechanischen Kopplung von Krafteingangsglied 30a und Primärkolben 64a kommt.

Diese zweite Ausführungsform gemäß Fig.3 hat also den Vorteil, dass sie ohne eine zwingende und dauerhafte Vergrößerung des Leerwegs für eine Notfallbetriebssituation in gleicher Weise bei Hybridfahrzeugen einsetzbar ist, die eine regenerative Bremsung mit größeren Leerwegen vorsehen.

Im Übrigen funktioniert der erfindungsgemäße Bremskrafterzeuger 12a so, wie vorstehend mit Bezug auf Figuren 1 und 2 geschildert. Dies gilt ebenso für die diskutierten Notfallbetriebssituationen, zu denen auch ein Ausfall des Generators zu zählen ist.

Claims

Patentansprüche

1. Bremskrafterzeuger (12) für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage (10) mit einem Krafteingangsglied (30), das mit einem Bremspedal (26) koppelbar oder gekoppelt und in einem Basisgehäuse (28) des Bremskrafterzeugers (12) verlagerbar ist, - einem Hauptbremszylinder (14), in dem ein Primärkolben (64) verlagerbar geführt ist, wobei der Primärkolben (64) mit dem Hauptbremszylinder (14) eine Primärdruckkammer (108) zur Erzeugung eines hydraulischen Bremsdrucks begrenzt, einer mit dem Krafteingangsglied (30) koppelbaren Pedalgegenkraft- Simulationseinrichtung (100), - einer Pedalbetätigungs-Erfassungseinrichtung (116) zum Erfassen einer Pedalbetätigung und einer Betätigungskraft-Erzeugungseinrichtung zum Ausüben einer Betätigungskraft auf den Primärkolben (64), dadurch gekennzeichnet, dass die Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung (100) über ein Hydrauliksystem mit dem Krafteingangsglied (30) koppelbar ist, wobei das

Hydrauliksystem mit einer Schaltventilanordnung (82) ausgebildet ist, die wahlweise zwischen einer ersten Schaltstellung, in der das Krafteingangsglied mit der Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung (100) hydraulisch gekoppelt ist, und einer zweiten Schaltstellung umschaltbar ist, in der das Krafteingangsglied (30) hydromechanisch mit dem Primärkolben (64) gekoppelt ist.

2. Bremskrafterzeuger (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Krafteingangsglied (30) oder einer mit diesem kraftübertragend gekoppelten Komponente (52) und dem Primärkolben (64) oder einer mit diesem kraftübertragend gekoppelten Komponente (68) eine volumenveränderbare Hydraulikkammer (74) eingeschlossen ist, die über eine mit der Schaltventilanordnung (82) versehene Hydraulikleitung (78, 86) mit der Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung (100) hydraulisch koppelbar ist, wobei die Schaltventilanordnung (82) in einem Normalbetriebsfall die erste Schaltstellung annimmt und die Hydraulikkammer (74) mit der Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung (100) fluidisch koppelt und wobei die Schaltventilanordnung (82) in einem Notbetriebsfall die zweite Schaltstellung annimmt und eine Fluidströmung aus der Hydraulikammer (74) zumindest in einem vorbestimmten Druckbereich blockiert.

3. Bremskrafterzeuger (12) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltventilanordnung (82) in die zweite Schaltstellung vorgespannt ist, in der sie eine Fluidströmung aus der Hydraulikammer (74) zumindest in dem vorbestimmten Druckbereich blockiert, und dass die Schaltventilanordnung (82) unter aktiver Ansteuerung in die erste Schaltstellung überführbar ist.

4. Bremskrafterzeuger (12) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Hydraulikleitung (78, 86) zwischen der Hydraulikkammer (74) und der Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung (100), vorzugsweise zwischen der Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung (100) und der Schaltventilanordnung (82), eine Drosseleinrichtung (88) vorgesehen ist.

5. Bremskrafterzeuger (12) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikkammer (74) über die Hydraulikleitung (78, 86) vermittels einer in einem Leitungszweig (90) angeordneten, ansteuerbaren Trennventilanordnung (96) mit einem im Wesentlichen drucklosen Hydraulikfluid- Reservoir (92) fluidisch verbindbar ist.

6. Bremskrafterzeuger (12) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennventilanordnung (96) in eine Passivstellung vorgespannt ist, in der sie eine Fluidströmung zu dem Hydraulikfluid-Reservoir (92) zulässt, und unter aktiver Ansteuerung in eine Aktivstellung überführbar ist, in der sie die Hydraulikleitung (78, 86) von dem Hydraulikfluid-Reservoir (92) trennt

7. Bremskrafterzeuger (12) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennventilanordnung (82) zu Beginn einer Bremspedaibetätigung aus ihrer Passivstellung in ihre Aktivstellung geschaltet wird und nach Beendigung der Bremspedaibetätigung aus ihrer Aktivstellung in ihre Passivstellung geschaltet wird.

8. Bremskrafterzeuger (12) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennventilanordnung (96) in dem Leitungszweig (90) eine Drosseleinrichtung (94) vorgeschaltet ist.

9. Bremskrafterzeuger (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltventilanordnung (82) ein Druckbegrenzungsventil (84) zugeordnet ist, das derart angeordnet und ausgebildet ist, dass in einem Normalbetriebsfall die Schaltventilanordnung (82) die Hydraulikkammer (74) mit der Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung (100) unter Umgehung des Druckbegrenzungsventils (84) fluidisch koppelt und dass in einem Notbetriebsfall die Schaltventilanordnung (82) die Hydraulikkammer (74) solange verschließt, bis der Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer (74) einen durch das Druckbegrenzungsventil (84) vorgegebenen Druckschwellenwert übersteigt.

10. Bremskrafterzeuger (12) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckschwellenwert in einem Bereich von 70 bar bis 10 bar, beispielsweise bei 30 bar liegt.

11. Bremskrafterzeuger (12) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von der Hydraulikkammer (74) die Trennventilanordnung (96) der Schaltventilanordnung (82) in der Hydraulikleitung (78, 86, 90) nachgeschaltet ist.

12. Bremskrafterzeuger (12) nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennventilanordnung (96) und die Schaltventilanordnung (82) zu einer gemeinsamen Ventilbaugruppe zusammengefasst sind.

13. Bremskrafterzeuger (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungskraft-Erzeugungseinrichtung (100) ein Steuerventil (32), eine Kammeranordnung und einen elektromagnetischen Aktuator (48) aufweist, wobei die Kammeranordnung mit einer Unterdruckkammer (38) und einer von der Unterdruckkammer (38) durch eine bewegliche Wand (42) getrennte und über das Steuerventil (32) fluidisch miteinander verbindbare Arbeitskammer (40) ausgebildet ist und wobei das Steuerventil (32) nach Maßgabe der erfassten Pedalbetätigung durch den elektromagnetischen Aktuator (48) zum Erzielen einer die Betätigungskraft bestimmenden Druckdifferenz zwischen der Arbeitskammer (40) und der Unterdruckkammer (38) ansteuerbar ist.

14. Bremskrafterzeuger (12) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenwärtige Lage der beweglichen Wand (42) mittels eines Positionssensors (116) erfasst wird.

15. Bremskrafterzeuger (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pedalbetätigungs-Erfassungseinrichtung (24) einen Sensor zur Erfassung einer aktuellen Auslenkung des Bremspedals (26), insbesonde- re einen an einer Drehachse des Bremspedals (26) angeordneten Drehwinkelsensor, aufweist.

16. Bremskrafterzeuger (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromagnetische Aktuator (48) eine an dem Steuerventilgehäuse (24) festgelegte Spule (46) und einen vermittels der Spule (46) relativ zu dieser verlagerbaren magnetischen Anker (50) aufweist.

17. Bremskrafterzeuger (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Krafteingangsglied (30) über eine Übertragungs- kolbenanordnung (52, 68) mit der Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung (100) gekoppelt ist.

18. Bremskrafterzeuger (12) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikkammer (74) in einem mit dem Primär- kolben (64) gekoppelten oder koppelbaren Betätigungskolben (68) ausgebildet ist und einseitig von einem Übertragungskolben (52) der Übertragungskolbenanordnung begrenzt ist.

19. Bremskrafterzeuger (12) nach Anspruch 13 und einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (32) ein relativ zu dem Basisgehäuse (28) verlagerbares Steuerventilgehäuse (34) und ein relativ zu dem Steuerventilgehäuse (34) verlagerbares Steuerventilelement (58) aufweist, wobei an dem Steuerventilgehäuse (34) ein in dichtende Anlage mit dem Steuerventilelement (58) bringbarer Gehäusedichtsitz (62) vorgesehen ist, wobei weiter mit dem elektromagnetischen Aktuator (48), insbesondere mit dessen Anker (50), eine Steuerventilhülse (26) gekoppelt ist, an der ein in dichtende Anlage mit dem Steuerventilelement (58) bringbarer Hülsendichtsitz (60) vorgesehen ist.

20. Bremskrafterzeuger (12) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei dichtem Anliegen von Steuerventilelement (58) und Hülsendichtsitz (60) und gleichzeitig voneinander getrenntem Steuerventilele- ment (58) und Gehäusedichtsitz (62) die Arbeitskammer mit der Unterdruckkamm- mer fluidisch verbunden ist und dass bei dichtem Anliegen von Steuerventilelement (58) und Gehäusedichtsitz (62) und bei gleichzeitig voneinander getrenntem Steuerventilelement (58) und Hülsendichtsitz (60) zum Aufbau eines Differenzdrucks zwischen der Arbeitskammer (40) und der Unterdruckkammer (38) die Arbeitskammer (40) mit der Umgebungsatmosphäre fluidisch verbunden ist.

21. Bremskrafterzeuger (12) nach Anspruch 13 und einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Krafteingangsglied (30) oder einer mit diesem gekoppelten Komponente (62) und einer das Steuerventil (32) betätigenden Komponente, insbesondere dem Anker (50), ein Sicherheitsspiel (s) vorgesehen ist, das bei ausbleibender Verlagerung des Ankers (50) durch die Spule (46) trotz Betätigung des Bremspedals überwunden wird, so dass die das Steuerventil (32) betätigende Komponente, insbesondere der Anker (50), mit dem Krafteingangsglied (30) kraftübertragend koppelbar ist, wobei eine durch eine Bremspedaibetätigung induzierte weitere Verlagerung des Krafteingangsglieds (30) unmittelbar auf die das Steuerventil (32) betätigende Komponente, insbesondere den Anker (50), und in der Folge auf das Steuerventilgehäuse (34) übertragen wird.

22. Bremskrafterzeuger (12) nach Anspruch 9 und Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Relativbewegung zwischen dem Krafteingangsglied (30) oder einer mit diesem gekoppelten Komponente (62) und einer das Steuerventil (32) betätigenden Komponente, insbesondere dem Anker (50), unter Überwindung des Sicherheitsspiels (s) erst dann erfolgt, wenn der durch das Druckbegrenzungsventil (84) vorgegebene Druckschwellenwert in der Hydraulikkammer (74) überschritten ist.

23. Bremskrafterzeuger (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung (100) mit einer Dämpferanordnung (104) ausgebildet ist.

24. Bremskrafterzeuger (12) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferanordnung eine über einen verlagerbaren Kraftkolben (102) komprimierbare Simulationsfeder (104) aufweist.

25. Bremskrafterzeuger (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine elektronische Steuereinrichtung (18), die die Pedalbetäti- gungs-Erfassungseinrichtung (24) überwacht, und den elektromagnetischen Aktuator (48) nach Maßgabe eines Ausgangssignals der Pedalbetätigungs- Erfassungseinrichtung (24), vorzugsweise unter Berücksichtigung einer vorgegebenen Kennlinie oder eines vorgegebenen Kennlinienfeldes, ansteuert.

26. Bremskrafterzeuger (12a) nach einem der vorangehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungskraft-Erzeugungseinrichtung, insbesondere der Aktuator (48a), in einem Normalbetriebsfall derart angesteuert wird, dass der Primärkolben (64a) zur Verbesserung des Ansprechverhaltens vorverlagert wird.

27. Bremskrafterzeuger (12a) nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorverlagerung des Primärkolbens (64a) um eine derartige Strecke erfolgt, dass sich Bremsbeläge einer mit dem Bremskrafterzeuger (12a) verbundenen Bremsanlage an die Bremsscheiben anlegen, wobei im Wesentlichen noch keine Bremskraft erzeugt wird.

28. Bremsanlage (10) für ein Kraftfahrzeug mit einem Bremskrafterzeuger (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche.

29. Bremssystem nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug mit einem zu Verzögerung genutzten Generator ausgebildet ist und dass die bei Aktivierung des Generators erzielte Fahrzeugverzögerung bei der Ansteuerung des Bremskrafterzeugers berücksichtigt wird.