WO2016096465A1

WO2016096465A1 - Electromechanical brake booster

Info

Publication number: WO2016096465A1
Application number: PCT/EP2015/078579
Authority: WO
Inventors: Ernst Wilske; Walerie Solt; Christof Linz; Barbara Neef
Original assignee: Volkswagen Aktiengesellschaft
Priority date: 2014-12-17
Filing date: 2015-12-03
Publication date: 2016-06-23
Also published as: DE102014226255A1

Abstract

An electromechanical brake booster for a motor vehicle brake system comprises an electric drive motor (6) for generating a boosting force, a gearing device (7) which is coupled in so as to act between the electric drive motor (6) and a piston rod (4) or a piston (5) of a master brake cylinder (3) and which serves for converting a drive movement of the electric drive motor (6) into a translational movement of the piston rod (4) or of the piston (5) with variable transmission ratio, and a thrust rod (9) for coupling to a brake pedal (2). The thrust rod (9) is coupled in torque-transmitting fashion to an input side, coupled to the electric drive motor (6), of the gearing device (7).

Description

Beschreibung description

Elektromechanischer Bremskraftverstärker Electromechanical brake booster

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromechanischen Bremskraftverstärker für eine Kraftfahrzeugbremsanlage umfassend einen elektrischen Antriebsmotor zur Erzeugung einer Verstärkungskraft, eine zwischen dem elektrischen Antriebsmotor und einer Kolbenstange oder einem Kolben eines Hauptbremszylinders wirksam eingekoppelte Getriebeeinrichtung zur Übersetzung einer Antriebsbewegung des elektrischen Antriebsmotors in eine The invention relates to an electromechanical brake booster for a motor vehicle brake system comprising an electric drive motor for generating an amplifying force, a between the electric drive motor and a piston rod or a piston of a master cylinder operatively coupled gear means for translating a drive movement of the electric drive motor in one

Translationsbewegung der Kolbenstange oder des Kolbens mit variablem Translational movement of the piston rod or piston with variable

Übersetzungsverhältnis und eine Druckstange zur Kopplung mit einem Bremspedal. Gear ratio and a push rod for coupling with a brake pedal.

Bremsanlagen für Kraftfahrzeuge werden üblicherweise mit zwei unabhängigen Bremskreisen ausgestattet, damit bei Ausfall eines Bremskreises zumindest noch ein Bremskreis zum Brake systems for motor vehicles are usually equipped with two independent brake circuits, so that in case of failure of a brake circuit at least one brake circuit for

Abbremsen des Fahrzeugs zur Verfügung steht. Die Versorgung der beiden Bremskreise mit Hydraulikdruck erfolgt über einen Hauptbremszylinder, der vom Fahrer des Kraftfahrzeugs über ein Bremspedal betätigt wird. Da die vom Fahrer bereitgestellte Fußkraft verhältnismäßig gering ist, wird über einen Bremskraftverstärker in Abhängigkeit der Bremspedalbetätigung eine zusätzliche Kraft auf den Hauptbremszylinder aufgebracht. Diese zusätzliche Verstärkungskraft beträgt in der Regel ein Mehrfaches der vom Fahrer aufgebrachten Fußkraft. Braking the vehicle is available. The supply of the two brake circuits with hydraulic pressure via a master cylinder, which is actuated by the driver of the motor vehicle via a brake pedal. Since the foot force provided by the driver is relatively small, an additional force is applied to the master cylinder via a brake booster in dependence on the brake pedal operation. This additional boosting force is usually a multiple of the foot force applied by the driver.

Bremskraftverstärker herkömmlicher Bauart arbeiten mit einem vom Fahrzeugmotor erzeugten Unterdruck. Eine Druckdifferenz zwischen dem Motordruck und dem Umgebungsdruck wird dazu genutzt, die Verstärkungskraft bereitzustellen. Bei Dieselmotoren und modernen Brake booster conventional design work with a generated by the vehicle engine vacuum. A pressure difference between the engine pressure and the ambient pressure is used to provide the boosting force. In diesel engines and modern

Benzinmotoren sowie bei Fahrzeugen mit elektrischem Antrieb oder Hybridantrieb steht jedoch kein ausreichender Unterdruck mehr zur Verfügung. Hier können elektromechanische However, gasoline engines as well as vehicles with electric drive or hybrid drive is no longer sufficient negative pressure available. Here can be electromechanical

Bremskraftverstärker eingesetzt werden, welche die Verstärkungskraft mithilfe eines Brake booster can be used, which the boosting force using a

elektrischen Antriebsmotors erzeugen. Über ein variables Übersetzungsverhältnis zwischen dem Motorwinkel des Antriebsmotors und dem Hub der Kolbenstange oder des Kolbens lässt sich die Verstärkungskraft in Abhängigkeit der Bremspedalbetätigung durch den Fahrer gezielt zusteuern. Verschiedene Beispiele elektromechanischer Bremskraftverstärker mit variabler Übersetzung sind aus DE 10 2006 027 039 A1 bekannt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Alternativen zu herkömmlichen generate electric drive motor. Via a variable transmission ratio between the motor angle of the drive motor and the stroke of the piston rod or the piston, the boosting force can be targeted by the driver depending on the brake pedal operation. Various examples of variable-ratio electromechanical brake boosters are known from DE 10 2006 027 039 A1. The invention is based on the object, alternatives to conventional

elektromechanischen Bremskraftverstärkern aufzuzeigen. show electromechanical brake boosters.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein elektromechanischer Bremskraftverstärker gemäß Patentanspruch 1 vorgeschlagen, welcher einen elektrischen Antriebsmotor zur Erzeugung einer Verstärkungskraft, eine zwischen dem elektrischen Antriebsmotor und einer Kolbenstange oder einem Kolben eines Hauptbremszylinders wirksam eingekoppelte In the present invention, an electromechanical brake booster according to claim 1 is proposed, which is an electric drive motor for generating a boosting force, one between the electric drive motor and a piston rod or a piston of a master cylinder effectively coupled

Getriebeeinrichtung zur Übersetzung einer Antriebsbewegung des elektrischen Antriebsmotors in eine Translationsbewegung der Kolbenstange oder des Kolben mit variablem Transmission device for translating a drive movement of the electric drive motor in a translational movement of the piston rod or the piston with variable

Übersetzungsverhältnis und eine Druckstange zur Kopplung mit einem Bremspedal umfasst und sich dadurch auszeichnet, dass die Druckstange mit einer mit dem elektrischen Gear ratio and a push rod for coupling with a brake pedal comprises and is characterized in that the push rod with a with the electric

Antriebsmotor gekoppelten Eingangsseite der Getriebeeinrichtung drehmomentübertragend gekoppelt ist. Drive motor coupled input side of the transmission device is coupled to transmit torque.

Gemäß ECE 79 werden für eine Fahrzeugbremsanlage mit elektrischem Bremskraftverstärker bei einem Ausfall des elektrischen Antriebsmotors bestimmte Mindestverzögerungen gefordert. Dazu kann der Fahrer die Fahrzeugbremsanlage allein durch seine am Bremspedal aufgebrachte Fußkraft betätigen. Erfindungsgemäß erfolgt dieser mechanische Durchgriff unter Zwischenschaltung der Getriebeeinrichtung, so dass die Übertragungsfunktion zwischen Fußkraft und Bremsdruck das variable Übersetzungsverhältnis der Getriebeeinrichtung beinhaltet. Hierdurch kann die Fußkraft des Fahrers verstärkt werden, so dass sich bei einem mechanischen Durchgriff bei gleicher Fußkraft höhere Bremsdrücke und dementsprechend höhere Verzögerungswerte an einem Kraftfahrzeug verwirklichen lassen. According to ECE 79 certain minimum delays are required for a vehicle brake system with electric brake booster in case of failure of the electric drive motor. For this purpose, the driver can operate the vehicle brake system solely by his applied to the brake pedal foot force. According to the invention, this mechanical penetration takes place with the interposition of the transmission device, so that the transfer function between foot force and brake pressure includes the variable transmission ratio of the transmission device. As a result, the driver's foot force can be increased so that higher brake pressures and correspondingly higher deceleration values on a motor vehicle can be achieved with a mechanical penetration with the same foot force.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Patentansprüche. Advantageous embodiments of the invention are the subject of further claims.

So kann ein variables Übersetzungsverhältnis sehr einfach mittels einer Kurvenscheibe verwirklicht werden. Über eine solche Kurvenscheibe lässt sich auf besonderes einfache Art und Weise ein gewünschtes Übertragungsverhalten zwischen dem Antrieb und der Thus, a variable gear ratio can be realized very easily by means of a cam. About such a cam can be in a particularly simple manner, a desired transmission behavior between the drive and the

Ausgangsseite der Getriebeeinrichtung darstellen, was sich in einem definierten Output side of the transmission device represent what is in a defined

Übersetzungsverhältnis zwischen der Translationsbewegung der Kolbenstange oder des Kolbens und der Drehzahl (Motorwinkel je Zeiteinheit) der elektrischen Antriebseinrichtung niederschlägt. Translation ratio between the translational movement of the piston rod or the piston and the speed (motor angle per unit time) of the electric drive device reflected.

Weiterhin kann die Druckstange zur drehmomentübertragenden Koppelung einen Furthermore, the push rod for torque-transmitting coupling a

Zahnstangenabschnitt aufweisen. Dies gestattet auf einfache Weise eine Übersetzung einer translatorischen Bewegung der mit dem Bremspedal gekoppelten Druckstange mit einem rotatorischen Glied, beispielsweise einer Eingangswelle der Getriebeeinrichtung oder einem Getriebeglied derselben. Have rack section. This allows a simple translation of a translational movement of the coupled to the brake pedal push rod with a rotary member, such as an input shaft of the transmission device or a transmission member thereof.

An letzteren kann hierzu eine entsprechende Verzahnungsgeometrie zur On the latter, this can be a corresponding tooth geometry for

drehmomentübertragenden Koppelung mit der Druckstange vorgesehen sein. Beispielsweise kann dazu ein Ritzel an einem Getriebeglied wie beispielsweise einer Kurvenscheibe oder an der Eingangswelle der Getriebeeinrichtung vorgesehen sein, welches mit der Druckstange drehmomentübertragend gekoppelt ist. Be provided torque coupling with the push rod. For example, a pinion may be provided on a gear member such as a cam or on the input shaft of the transmission device, which is coupled with the push rod to transmit torque.

Grundsätzlich können jedoch alle Getriebetypen zum Einsatz kommen, welche eine Basically, however, all gear types can be used, which is a

Übersetzung einer translatorischen Eingangsbewegung in eine rotatorische Translation of a translational input motion into a rotational one

Ausgangsbewegung gestatten. Allow initial movement.

Sollen besonders kompakte elektrische Antriebe zum Einsatz kommen, kann der elektrische Antriebsmotor als Getriebemotor ausgeführt werden, in den beispielsweise ein Planetengetriebe oder Harmonic-Drive-Getriebe integriert ist. If particularly compact electric drives are to be used, the electric drive motor can be designed as a gear motor in which, for example, a planetary gear or harmonic drive gear is integrated.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Getriebeeinrichtung eine durch den elektrischen Antriebsmotor angetriebene Kurvenscheibe auf. Dabei definiert der Außenumfang der Kurvenscheibe ein variables Übersetzungsverhältnis zwischen der According to a further advantageous embodiment of the invention, the transmission device has a driven by the electric drive motor cam. Here, the outer circumference of the cam defines a variable transmission ratio between the

Translationsbewegung der Kolbenstange oder des Kolbens und der Drehzahl des Translational movement of the piston rod or piston and the speed of the

Antriebsmotors. Drive motor.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Kurvenscheibe über eine Rolle gegen die Kolbenstange oder den Kolben abgestützt, um die Systemreibung zu reduzieren. Dabei kann die Rolle an der Kolbenstange oder am Kolben drehbar gelagert sein. According to a further advantageous embodiment of the invention, the cam is supported via a roller against the piston rod or the piston in order to reduce system friction. In this case, the roller can be rotatably mounted on the piston rod or on the piston.

Im Hinblick auf die Vermeidung von Querkräften an der Kolbenstange oder am Kolben ist es ferner von Vorteil, wenn die Krafteinleitung auf Höhe der Kolbenstange oder des Kolbens erfolgt. Die Schnittstelle zwischen der Getriebeeinrichtung und der Kolbenstange oder dem Kolben kann dementsprechend derart konfiguriert sein, dass eine Achse senkrecht zur With regard to the prevention of transverse forces on the piston rod or on the piston, it is also advantageous if the introduction of force takes place at the level of the piston rod or the piston. The interface between the transmission device and the piston rod or the piston can accordingly be configured such that an axis perpendicular to the

Kurvenscheibe, welche durch einen Druckpunkt zwischen der Kurvenscheibe und der Cam, which by a pressure point between the cam and the

Kolbenstange oder dem Kolben oder einer gegebenenfalls vorhandenen Rolle verläuft, die Kolbenstange oder den Kolben schneidet. Nachfolgend wird die Erfindung anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in: Piston rod or the piston or an optional roller extends, the piston rod or the piston cuts. The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the drawing. The drawing shows in:

Figur 1 eine schematische Längsschnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines elektromechanischen Bremskraftverstärkers für eine Fahrzeugbremsanlage, 1 shows a schematic longitudinal sectional view of a first embodiment of an electromechanical brake booster for a vehicle brake system,

Figur 2 eine schematische Längsschnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines elektromechanischen Bremskraftverstärkers für eine Fahrzeugbremsanlage in Ruhestellung, FIG. 2 shows a schematic longitudinal sectional view of a second exemplary embodiment of an electromechanical brake booster for a vehicle brake system in the rest position,

Figur 3 eine Längsschnittansicht des elektromechanischen Bremskraftverstärkers nach dem zweiten Ausführungsbeispiel bei einer Bremsbetätigung, 3 is a longitudinal sectional view of the electromechanical brake booster according to the second embodiment in a brake operation;

Figur 4 eine Längsschnittansicht des elektromechanischen Bremskraftverstärkers nach dem zweiten Ausführungsbeispiel bei Erreichen des Endes des Betriebsbereichs, und in Figure 4 is a longitudinal sectional view of the electromechanical brake booster according to the second embodiment when reaching the end of the operating range, and in

Figur 5 eine Längsschnittansicht zur Veranschaulichung der Kopplung zwischen der Figure 5 is a longitudinal sectional view illustrating the coupling between the

Druckstange, der Getriebeeinrichtung und der Kolbenstange. Push rod, the gear mechanism and the piston rod.

Die den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele beziehen sich jeweils auf einen The embodiments illustrated in the figures each relate to one

elektromechanischen Bremskraftverstärker 1 zum Einbau zwischen einem Bremspedal 2 und einem Tandem-Hauptbremszylinder 3 einer nicht näher dargestellten, jedoch an sich bekannten Fahrzeugbremsanlage mit zwei unabhängigen Bremskreisen B1 und B2. In den Tandem- Hauptbremszylinder 3 erstreckt sich eine Kolbenstange 4 zu einem ersten Kolben 5 des Tandem-Hauptbremszylinders 3. electromechanical brake booster 1 for installation between a brake pedal 2 and a tandem master cylinder 3 of a not-shown, but known per se vehicle brake system with two independent brake circuits B1 and B2. In the tandem master cylinder 3, a piston rod 4 extends to a first piston 5 of the tandem master cylinder third

Der in Figur 1 dargestellte elektromechanische Bremskraftverstärker 1 weist einen elektrischen Antriebsmotor 6 zur Erzeugung einer Verstärkungskraft auf. Zwischen dem elektrischen Antriebsmotor 6 und der Kolbenstange 4 oder dem Kolben 5 ist eine Getriebeeinrichtung 7 eingekoppelt, welche die Antriebsbewegung des Antriebsmotors 6 in eine The electromechanical brake booster 1 shown in FIG. 1 has an electric drive motor 6 for generating an amplifying force. Between the electric drive motor 6 and the piston rod 4 or the piston 5, a transmission device 7 is coupled, which the drive movement of the drive motor 6 in a

Translationsbewegung der Kolbenstange 4 und des Kolbens 5 übersetzt. Translational movement of the piston rod 4 and the piston 5 translated.

Die Getriebeeinrichtung 7 kann dabei derart an die Kolbenstange 4 oder den Kolben 5 angeschlossen sein, dass lediglich Druckkräfte in Richtung des Tandem-Hauptbremszylinders 3 übertragen werden. Dies kann beispielsweise über einen Mitnehmer an der Kolbenstange 4 oder am Kolben 5 erzielt werden. Es ist jedoch auch möglich, ein Ausgangsglied der Getriebeeinrichtung 7 derart anzuschließen, dass sowohl eine Übertragung von Druck- und Zugkräften möglich ist. Bei einer Bremspedalbetätigung drückt das Ausgangsglied der The transmission device 7 can be connected to the piston rod 4 or the piston 5 in such a way that only compressive forces in the direction of the tandem master cylinder 3 are transmitted. This can be achieved, for example, via a driver on the piston rod 4 or on the piston 5. However, it is also possible, an output element of the To connect transmission device 7 such that both a transmission of compressive and tensile forces is possible. When a brake pedal operation, the output member presses the

Getriebeeinrichtung 7 die Kolbenstange 4 und den Kolben 5 in Richtung des Tandem- Hauptbremszylinders 3, das heißt in Figur 1 nach links. Dazu kann die vom Fahrer aufgebrachte Pedalkraft beispielsweise mit einem Kraftsensor gemessen werden. In Abhängigkeit der erfassten Kraft wird der elektrische Antriebsmotor 6 bestromt. Dessen Antriebsmoment wird über die Getriebeeinrichtung 7 als Verstärkungskraft an dem ersten Kolben 5 des Tandem- Hauptbremszylinders 3 zusammen mit der Fußkraft des Fahrers zur Wirkung gebracht, um einen entsprechenden Bremsdruck in den Bremskreisen B1 und B2 zu erzeugen. Ein zweiter Kolben 8 in Form eines Schwimmkolbens überträgt dazu innerhalb des Tandem- Hauptbremszylinders 3 den Druck im ersten Bremskreis B1 auf den zweiten Bremskreis B2. Transmission device 7, the piston rod 4 and the piston 5 in the direction of the tandem master cylinder 3, that is, in Figure 1 to the left. For this purpose, the pedal force applied by the driver can be measured, for example, with a force sensor. Depending on the detected force of the electric drive motor 6 is energized. Its driving torque is applied via the transmission device 7 as an amplifying force to the first piston 5 of the tandem master cylinder 3 together with the foot force of the driver to produce a corresponding brake pressure in the brake circuits B1 and B2. A second piston 8 in the form of a floating piston transmits the pressure in the first brake circuit B1 to the second brake circuit B2 within the tandem master cylinder 3.

Die Fußkraft des Fahrers wird über eine Druckstange 9 eingebracht, welche sich von dem Bremspedal 2 in Richtung des Hauptbremszylinders 3 erstreckt. Vorliegend ist die Druckstange 9 mit einer mit dem elektrischen Antriebsmotor 6 gekoppelten Eingangsseite der The foot force of the driver is introduced via a push rod 9, which extends from the brake pedal 2 in the direction of the master cylinder 3. In the present case, the push rod 9 with a coupled to the electric drive motor 6 input side of

Getriebeeinrichtung 7 drehmomentübertragend gekoppelt. Wird das Bremspedal 2 betätigt, so wird die Druckstange 9 axial verlagert und bewirkt an der Eingangsseite der Getriebeeinrichtung 7 ein Drehmoment, welches dem Antriebsmoment der elektrischen Antriebseinrichtung 6 hinzuaddiert wird. Transmission device 7 coupled torque-transmitting. If the brake pedal 2 is actuated, the push rod 9 is displaced axially and causes on the input side of the transmission device 7 a torque which is added to the drive torque of the electric drive device 6.

Wie Figur 5 zeigt, ist hierzu ein Endabschnitt 10 der Druckstange 9 mit einem As Figure 5 shows, this is an end portion 10 of the push rod 9 with a

Zahnstangenabschnitt 1 1 versehen. Dieser Zahnstangenabschnitt 1 1 kämmt mit einer Rack section 1 1 provided. This rack section 1 1 meshes with a

Verzahnungsgeometrie, welche an einer Eingangswelle 12 oder Kurvenscheibe 20 der Gearing geometry, which on an input shaft 12 or cam 20 of the

Getriebeeinrichtung 7 vorgesehen ist. Die Verzahnungsgeometrie kann beispielsweise ein drehfest mit der Eingangswelle 12 oder der Kurvenscheibe 20 verbundenes Ritzel 13 sein. Ein solches Ritzel 13 kann auch integral mit der Eingangswelle 12 oder der Kurvenscheibe 20 ausgebildet werden. Stellt die Eingangswelle 12 nicht gleichzeitig die Motorabtriebswelle des elektrischen Antriebsmotors 6 dar, kann die dremomentübertragende Ankopplung der Transmission device 7 is provided. The tooth geometry may, for example, be a pinion 13 rotatably connected to the input shaft 12 or the cam 20. Such a pinion 13 may also be formed integrally with the input shaft 12 or the cam 20. If the input shaft 12 does not simultaneously represent the engine output shaft of the electric drive motor 6, the dremomentübertragende coupling of the

Druckstange 9 auch an anderer Stelle im Antrieb erfolgen. Push rod 9 also done elsewhere in the drive.

In Abwandlung des Ausführungsbeispiels können zwischen der Druckstange 9 und der Eingangsseite der Getriebeeinrichtung 7 auch andere Getriebetypen zum Einsatz kommen, welche eine Übersetzung einer translatorischen Bewegung der Druckstange 9 in eine rotatorische Antriebsbewegung gestatten. Bei einem Ausfall des elektrischen Antriebsmotors 6 des elektromechanischen In a modification of the embodiment, other types of transmission can be used between the push rod 9 and the input side of the transmission device 7, which allow a translation of a translational movement of the push rod 9 in a rotary drive movement. In case of failure of the electric drive motor 6 of the electromechanical

Bremskraftverstärkers 1 oder des gesamten Fahrzeugbordnetzes ist eine Betätigung der Fahrzeugbremsanlage allein mit der Fußkraft des Fahrers möglich. Die am Bremspedal 2 aufgebrachte Fußkraft wird in diesem Fall über die Druckstange 9 an die Eingangsseite der Getriebeeinrichtung 7 und von dort auf die Kolbenstange 4 und den Kolben 5 übertragen. Brake booster 1 or the entire vehicle electrical system is an operation of the vehicle brake system alone with the driver's foot power possible. The force applied to the brake pedal 2 foot force is transmitted in this case via the push rod 9 to the input side of the transmission device 7 and from there to the piston rod 4 and the piston 5.

Dieser mechanische Durchgriff erfolgt unter Zwischenschaltung der Getriebeeinrichtung 7, so dass die Fußkraft des Fahrers am Bremspedal 2 mit dem Übersetzungsverhältnis der This mechanical penetration occurs with the interposition of the transmission device 7, so that the foot force of the driver on the brake pedal 2 with the transmission ratio of

Getriebeeinrichtung 7 an der Kolbenstange 4 oder dem Kolben 5 zur Wirkung gebracht wird. Durch die zusätzliche Verzahnung kann die Fußkraft verstärkt werden, so dass der Fahrer bei gleicher Fußkraft entsprechend höhere Bremsdrücke erzeugen kann. Hierdurch lassen sich an einem Kraftfahrzeug wiederum höhere Verzögerungswerte erzielen. Transmission device 7 is brought to the piston rod 4 or the piston 5 to act. Due to the additional gearing, the foot force can be increased, so that the driver can generate correspondingly higher brake pressures with the same foot force. As a result, higher deceleration values can be achieved on a motor vehicle.

Wird zur elektrischen Antriebseinrichtung 6 hin ein Freilauf vorgesehen, so müssen hierbei die Massenträgheiten des Antriebsmotors 6 nicht mitgeschleppt werden. Die Rückführung des Bremspedals 2 in seine Null-Lage kann durch den Gegendruck im Hauptbremszylinder 3 sowie eine gegebenenfalls zusätzlich vorhandene Pedalrückholfeder erfolgen. If a freewheel is provided for the electric drive device 6, in this case the mass inertias of the drive motor 6 need not be dragged along. The return of the brake pedal 2 in its zero position can be done by the back pressure in the master cylinder 3 and an optional additional pedal return spring.

Die Getriebeeinrichtung 7 ermöglicht eine variable Übersetzung, wobei als The transmission device 7 allows a variable ratio, as

Übersetzungsverhältnis das Verhältnis aus der Translationsbewegung am Getriebeausgang, das heißt der Hubgeschwindigkeit der Kolbenstange 4 oder des Kolbens 5, zur Transmission ratio, the ratio of the translational movement at the transmission output, that is, the lifting speed of the piston rod 4 or the piston 5, for

Motorwinkelgeschwindigkeit des Antriebsmotors 6 verstanden wird. Dieses Motor angular velocity of the drive motor 6 is understood. This

Übersetzungsverhältnis ist zu Beginn einer Bremspedalbetätigung, das heißt bei einem kleinen Hub s der Kolbenstange 4 oder des Kolbens 5 aus der Ausgangsstellung zunächst groß und nimmt im weiteren Verlauf der Bremspedalbetätigung ab, wodurch sich eine hohe Gear ratio is at the beginning of a brake pedal operation, that is, at a small stroke s of the piston rod 4 or the piston 5 from the initial position initially large and decreases in the course of the brake pedal operation, resulting in a high

Antrittsdynamik und ein hoher Aussteuerdruck verwirklichen lassen. Im Antrittsbereich trifft der Fuß des Fahrers mit hoher Geschwindigkeit auf das Bremspedal 2 und erfährt zunächst keine merkliche Gegenkraft der Fahrzeugbremsanlage, da sich der hydraulische Gegendruck im Tandem-Hauptbremszylinder 3 langsam aufbaut. Um in dieser Situation über den Antriebsmotor 6 eine Verstärkungskraft bereitzustellen, müsste dieser aus seiner Ruhestellung stark beschleunigt werden, was jedoch aufgrund der Massenträgheiten des Antriebsmotors 6 problematisch ist. Man behilft sich in dieser Phase mit einer entsprechend hohen Inception dynamics and a high control pressure can be realized. In the initial area, the driver's foot hits the brake pedal 2 at high speed and initially experiences no appreciable counterforce of the vehicle brake system, since the hydraulic back pressure in the tandem master cylinder 3 builds up slowly. In order to provide a boosting force in this situation via the drive motor 6, this would have to be greatly accelerated from its rest position, but this is problematic due to the inertia of the drive motor 6. Man manages in this phase with a correspondingly high

Getriebeübersetzung. Mit einer solch hohen Getriebeübersetzung lassen sich jedoch über den zur Verfügung stehenden maximalen Hub der Kolbenstange 4 und des Kolbens 5 keine hohen Verstärkungskräfte erzielen, weswegen das Übersetzungsverhältnis mit zunehmendem Hub zurückgenommen werden kann. Generell kann ab einem bestimmten Hub der Druckstange 9 auch ein konstantes Übersetzungsverhältnis vorgesehen werden. Gear ratio. However, with such a high gear ratio, it is not possible to achieve high reinforcing forces over the available maximum stroke of the piston rod 4 and the piston 5, which is why the transmission ratio can be reduced with increasing stroke. Generally, from a certain stroke of the push rod 9, a constant gear ratio can be provided.

Tritt während des Betriebs der Fahrzeugbremsanlage am Bremspedal 2 beispielsweise ein Leerweg auf, so muss dieser zunächst überwunden werden, bevor es im Tandem- Hauptbremszylinder 3 zu einem Druckaufbau kommt, um das Fahrzeug abzubremsen. Wird dies festgestellt, kann erfindungsgemäß über den elektrischen Antriebsmotor 6 in Verbindung mit einer entsprechend konfigurierten Getriebeeinrichtung 7, der benötigte längere Hub kompensiert werden, um ein schnelleres Ansprechen der Fahrzeugbremsanlage zu Occurs during operation of the vehicle brake system on the brake pedal 2, for example, a free travel, it must first be overcome before it comes in the tandem master cylinder 3 to a pressure build-up to decelerate the vehicle. If this is determined, the required longer stroke can be compensated according to the invention via the electric drive motor 6 in conjunction with a correspondingly configured transmission device 7 in order to accelerate the response of the vehicle brake system

ermöglichen. enable.

Die Getriebeeinrichtung 7 weist eine variable Übersetzungscharakteristik auf. Diese kann gegebenenfalls über die Verzahnungsgeometrie der Druckstange 9 modifiziert werden. The transmission device 7 has a variable transmission characteristic. If appropriate, this can be modified via the tooth geometry of the push rod 9.

Dabei kann ohne Beschränkung hierauf die Getriebeeinrichtung 7 insbesondere derart konfiguriert sein, dass an einer Eingangswelle 8 derselben für den Betrieb ein In this case, without limitation thereto, the transmission device 7 can be configured in particular such that on an input shaft 8 thereof for the operation

Drehwinkelbereich von 180° bis 360° zur Verfügung steht. Mit in etwa einer halben bis ganzen Umdrehung lässt sich somit der benötigte Hub der Kolbenstange 4 oder des Kolbens 5 abdecken. Rotation angle range of 180 ° to 360 ° is available. With about half to full turn can thus cover the required stroke of the piston rod 4 or the piston 5.

Der elektrische Antriebsmotor 6 kann dementsprechend derart auf die Getriebeeinrichtung 7 abgestimmt sein, dass ein Gesamthub der Kolbenstange 4 oder des Kolbens 5 einem Accordingly, the electric drive motor 6 can be tuned to the transmission device 7 in such a way that a total stroke of the piston rod 4 or of the piston 5 takes place

Gesamtmotorwinkel im Bereich von 180° bis 360° liegt. Mit in etwa einer halben bis ganzen Motorumdrehung kann somit die gesamte benötigte Translation für den Betrieb der Total motor angle is in the range of 180 ° to 360 °. With in about half to full motor revolution thus the entire required translation for the operation of the

Fahrzeugbremsanlage abgedeckt werden. Sollen kleine elektrische Antriebe mit hoher Drehzahl zum Einsatz kommen, kann der elektrische Antriebsmotor 6 als Getriebemotor mit integrierter Drehzahluntersetzung ausgeführt werden. Vehicle brake system are covered. If small electric drives are to be used at high speed, the electric drive motor 6 can be designed as a geared motor with integrated speed reduction.

Für eine Veränderung der Bremskraftunterstützung in Abhängigkeit des Zustands der For a change in the brake assist depending on the state of

Fahrzeugbremsanlage ist lediglich eine Modifikation der Ansteuerung des elektrischen Vehicle brake system is merely a modification of the control of the electric

Antriebsmotors 6 erforderlich. Zusätzliche Stellglieder und Kinematiken werden hierfür nicht benötigt. Drive motor 6 required. Additional actuators and kinematics are not required for this purpose.

In den Figuren 2 bis 4 ist die Wirkungsweise der Getriebeeinrichtung 7 veranschaulicht, welche in einem elektromechanischen Bremskraftverstärker 1 gemäß Figur 1 einsetzbar ist. Diese Getriebeeinrichtung 7 umfasst eine Kurvenscheibe 20, die an der Eingangswelle 12 festgelegt ist. Die Eingangswelle 12 ist mit dem elektrischen Antriebsmotor 6 gekoppelt. Über den Außenumfang 21 der Kurvenscheibe 20 wird ein variables Übersetzungsverhältnis der In Figures 2 to 4, the operation of the transmission device 7 is illustrated, which can be used in an electromechanical brake booster 1 according to FIG. This transmission device 7 comprises a cam 20, which is fixed to the input shaft 12. The input shaft 12 is coupled to the electric drive motor 6. On the Outer circumference 21 of the cam 20 is a variable transmission ratio of

Translationsgeschwindigkeit der Kolbenstange 4 oder des Kolbens 5 zur Drehzahl des Translation speed of the piston rod 4 or the piston 5 to the speed of the

Antriebsmotors 6 definiert. Der Außenumfang 21 der Kurvenscheibe 20 steht mit der Drive motor 6 defined. The outer circumference 21 of the cam 20 is connected to the

Kolbenstange 4 in Eingriff, um diese in Richtung des Tandem-Hauptbremszylinders 3 und des ersten Kolbens 5 derselben zu drücken. Dazu kann an der Kolbenstange 4 oder auch am Kolben 5 eine Rolle 22 gelagert sein, die mit dem Außenumfang 21 der Kurvenscheibe 20 in Kontakt steht. Piston rod 4 is engaged to push them in the direction of the tandem master cylinder 3 and the first piston 5 thereof. For this purpose, a roller 22 may be mounted on the piston rod 4 or on the piston 5, which is in contact with the outer circumference 21 of the cam 20.

Die Kurvenscheibe 20 ist derart ausgebildet, dass der Betriebsbereich für die Bremsbetätigung durch mindestens 80 Prozent der Umfangslänge der Kurvenscheibe 20 dargestellt wird. Durch Abwälzen des Außenumfangs 21 entlang der Rolle 22 kann somit der gesamte zur Verfügung stehende Hub s der Kolbenstange 4 und des Kolbens 5 abgedeckt werden. Die Kurvenscheibe 20 ist derart konfiguriert, dass deren Radius zur Drehachse A entlang des Außenumfangs 21 stets dem jeweils gewünschten Übersetzungsverhältnis zwischen der Motorbewegung und der Hubbewegung entspricht. Aufgrund der kompakten Abmessungen der Kurvenscheibe 20 ergibt sich für diese eine in etwa nierenförmige Außenkontur. The cam 20 is formed such that the operating range for the brake operation is represented by at least 80 percent of the circumferential length of the cam 20. By rolling the outer periphery 21 along the roller 22, the entire available stroke s of the piston rod 4 and the piston 5 can thus be covered. The cam 20 is configured such that its radius to the rotation axis A along the outer circumference 21 always corresponds to the respectively desired gear ratio between the motor movement and the stroke movement. Due to the compact dimensions of the cam 20, this results in an approximately kidney-shaped outer contour.

Die Kurvenscheibe 20 kann als im Wesentlichen flache Platte ausgeführt werden, deren Drehachse A quer zur Kolbenstange 4 verläuft. Die Anordnung zur Kolbenstange 4 kann dabei insbesondere derart erfolgen, dass eine Achse senkrecht zur Kurvenscheibe 20, welche durch einen Druckpunkt B zwischen der Kurvenscheibe 20 und der Kolbenstange 4 oder dem Kolben 5 oder einer gegebenenfalls vorhandenen Rolle 22 verläuft, die Kolbenstange 4 oder den Kolben 5 schneidet. Jedoch können die Drehachse A und die Rolle 22 auch versetzt zur Kolbenstange 4 angeordnet werden. Die Rolle 22 kann zudem in Richtung der Drehachse A zur Kolbenstange 4 versetzt sein. The cam 20 can be designed as a substantially flat plate whose axis of rotation A extends transversely to the piston rod 4. The arrangement for the piston rod 4 may in particular be such that an axis perpendicular to the cam 20, which passes through a pressure point B between the cam 20 and the piston rod 4 or the piston 5 or an optional roller 22, the piston rod 4 or the piston 5 cuts. However, the axis of rotation A and the roller 22 can also be arranged offset from the piston rod 4. The roller 22 may also be offset in the direction of the axis of rotation A to the piston rod 4.

Figur 2 zeigt den elektromechanischen Bremskraftverstärker 1 in seiner Ruheposition und damit zu Beginn des Betriebsbereichs. Bei einer Betätigung des Bremspedals 2 wird die Antriebskraft des elektrischen Antriebsmotors 6 über den am stärksten gekrümmten Abschnitt der Figure 2 shows the electromechanical brake booster 1 in its rest position and thus at the beginning of the operating range. Upon actuation of the brake pedal 2, the driving force of the electric drive motor 6 over the most curved portion of the

Kurvenscheibe 20 auf die Kolbenstange 4 übertragen. Bei einer Drehung um einen Motorwinkel MW von etwa 180° wird die in Figur 3 dargestellte Stellung erreicht. Dreht man den Cam 20 transferred to the piston rod 4. With a rotation about an engine angle MW of about 180 °, the position shown in Figure 3 is reached. Do you turn that

Antriebsmotor 6 aus der Stellung gemäß Figur 3 weiter, so wälzt der Außenumfang 21 der Kurvenscheibe 20 kontinuierlich weiter gegen die Kolbenstange 4 ab, bis in Figur 4 die Drive motor 6 from the position shown in Figure 3 on, so the outer circumference 21 of the cam 20 rolls continuously further against the piston rod 4 from, until in Figure 4 the

Endstellung mit maximalem Hub s erreicht wird, welche vorliegend bei einem Motorwinkel MW von 360° erreicht wird. Je nach Konfiguration des Außenumfangs 21 der Kurvenscheibe 20 kann der Motorwinkelbereich auch kleiner gewählt werden, was jedoch tendenziell zu einer größeren Kurvenscheibe 20 und einem größeren radialen Platzbedarf des End position with maximum stroke s is achieved, which in this case is achieved at an engine angle MW of 360 °. Depending on the configuration of the outer circumference 21 of the cam 20, the motor angle range can also be chosen smaller, but this tends to a larger cam 20 and a larger radial footprint of the

Bremskraftverstärkers führt. Brake booster leads.

Durch Betreiben des elektrischen Antriebsmotors 6 in einem anderen Motorwinkelbereich kann das Unterstützungsverhalten verändert werden, ohne dass hierzu zusätzliche Stellglieder an der Getriebeeinrichtung 7 erforderlich wären. Durch die vorstehend erläuterte Ausgestaltung wird zudem ein einfacher und besonders kompakter Aufbau erzielt. By operating the electric drive motor 6 in another motor angle range, the support behavior can be changed without the need for additional actuators on the transmission device 7 would be required. Due to the above-described embodiment also a simple and very compact construction is achieved.

Die oben erläuterte Kinematik kann jedoch auch ohne elektrischen Antriebsmotor 6 in einen rein mechanischen Bremskraftverstärker implementiert werden. However, the above-described kinematics can also be implemented without electric drive motor 6 in a purely mechanical brake booster.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen und weiteren The invention has been described above with reference to exemplary embodiments and further

Abwandlungen näher erläutert. Technische Einzelmerkmale, welche oben im Kontext weiter Einzelmerkmale erläutert wurden, können jedoch unabhängig von diesen sowie in Kombination mit weiteren Einzelmerkmalen verwirklicht werden, auch wenn dies nicht ausdrücklich beschrieben ist, solange dies technisch möglich ist. Die Erfindung ist daher nicht auf die Variations explained in more detail. However, individual technical features, which have been explained above in the context of further individual features, can be implemented independently of these and in combination with other individual features, even if this is not expressly described, as long as this is technically possible. The invention is therefore not limited to

Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen. Embodiments limited, but includes all defined by the claims embodiments.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

1 elektromechanischer Bremskraftverstärker 1 electromechanical brake booster

2 Bremsepedal 2 brake pedal

3 Hauptbremszylinder 3 master cylinder

4 Kolbenstange 4 piston rod

5 Kolben 5 pistons

6 elektrische Antriebseinrichtung 6 electric drive device

7 Getriebeeinrichtung 7 gear device

8 Schwimmkolben 8 floating pistons

9 Druckstange 9 push rod

10 Endabschnitt 10 end section

1 1 Zahnstangenabschnitt 1 1 rack section

12 Eingangswelle 12 input shaft

13 Ritzel 13 pinions

20 Kurvenscheibe 20 cam

21 Außenumfang 21 outer circumference

22 Rolle 22 roll

A Drehachse der Eingangswelle der Getriebeeinrichtung A axis of rotation of the input shaft of the transmission device

B Achse durch den Druckpunkt der KurvenscheibeB axis through the pressure point of the cam

B1 erster Bremskreis B1 first brake circuit

B2 zweiter Bremskreis B2 second brake circuit

s Weg der Kolbenstange aus der Null-Lage s way the piston rod from the zero position

MW Motorwinkel MW motor angle

Claims

Patentansprüche claims

1. Elektromechanischer Bremskraftverstärker für eine Kraftfahrzeugbremsanlage, 1. Electromechanical brake booster for a motor vehicle brake system,

umfassend: full:

einen elektrischen Antriebsmotor (6) zur Erzeugung einer Verstärkungskraft, an electric drive motor (6) for generating a boosting force,

eine zwischen dem elektrischen Antriebsmotor (6) und einer Kolbenstange (4) oder einem Kolben (5) eines Hauptbremszylinders (3) wirksam eingekoppelte Getriebeeinrichtung (7) zur Übersetzung einer Antriebsbewegung des elektrischen Antriebsmotors (6) in eine Translationsbewegung der Kolbenstange (4) oder des Kolbens (5) mit variablem a between the electric drive motor (6) and a piston rod (4) or a piston (5) of a master cylinder (3) effectively coupled gear means (7) for translating a drive movement of the electric drive motor (6) in a translational movement of the piston rod (4) or of the piston (5) with variable

Übersetzungsverhältnis, und Gear ratio, and

eine Druckstange (9) zur Kopplung mit einem Bremspedal (2), a push rod (9) for coupling to a brake pedal (2),

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

die Druckstange (9) mit einer mit dem elektrischen Antriebsmotor (6) gekoppelten Eingangsseite der Getriebeeinrichtung (7) drehmomentübertragend gekoppelt ist. the push rod (9) is coupled to transmit torque to an input side of the transmission device (7) coupled to the electric drive motor (6).

2. Elektromechanischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstange (9) zur drehmomentübertragenden Koppelung einen 2. Electromechanical brake booster according to claim 1, characterized in that the pressure rod (9) for torque-transmitting coupling a

Zahnstangenabschnitt (1 1 ) aufweist. Rack section (1 1).

3. Elektromechanischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 3. Electromechanical brake booster according to claim 1 or 2, characterized

gekennzeichnet, dass an der Getriebeeinrichtung (7) oder einer Eingangswelle (12) derselben eine Verzahnungsgeometrie zur drehmomentübertragenden Koppelung mit der Druckstange (9) vorgesehen ist. characterized in that on the transmission device (7) or an input shaft (12) thereof a tooth geometry for torque-transmitting coupling with the push rod (9) is provided.

4. Elektromechanischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ritzel (13) an der Getriebeeinrichtung (7) oder der Eingangswelle (12) derselben vorgesehen ist, welches mit der Druckstange (9) drehmomentübertragend gekoppelt ist. 4. Electromechanical brake booster according to claim 3, characterized in that a pinion (13) on the transmission device (7) or the input shaft (12) thereof is provided, which is coupled with the push rod (9) to transmit torque.

5. Elektromechanischer Bremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinrichtung (7) eine durch den Antriebsmotor (6) angetriebene Kurvenscheibe (20) aufweist und der Außenumfang (21 ) der Kurvenscheibe (20) ein variables Übersetzungsverhältnis zwischen der Translationsbewegung der Kolbenstange (4) oder des Kolbens (5) zur Drehzahl des Antriebsmotors (6) bestimmt. Elektromechanischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenscheibe (20) über eine Rolle (22) gegen die Kolbenstange (4) oder den Kolben (5) abgestützt ist. 5. Electromechanical brake booster according to one of claims 1 to 4, characterized in that the transmission device (7) by the drive motor (6) driven cam (20) and the outer circumference (21) of the cam (20) has a variable transmission ratio between the Translational movement of the piston rod (4) or the piston (5) determines the speed of the drive motor (6). Electromechanical brake booster according to claim 5, characterized in that the cam disc (20) via a roller (22) against the piston rod (4) or the piston (5) is supported.

Elektromechanischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (22') an der Kolbenstange (4) oder am Kolben (5) drehbar gelagert ist. Electromechanical brake booster according to claim 6, characterized in that the roller (22 ') on the piston rod (4) or on the piston (5) is rotatably mounted.