DE4400688C2 - Fahrzeugbremsanlage mit einem elektronisch gesteuerten Verstärker - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugbremsanlage mit einem elek­ tronisch einstellbaren Bremskraftverstärker mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 (siehe hierzu die EP 03 79 329 A2).

Bei Fahrzeugbremsanlagen mit Bremskraftverstärkern besteht die Forderung, einen durch den Fahrer eingeleiteten Bremsvorgang in optimaler Weise auszuführen, auch wenn das Verhalten des Fah­ rers in der jeweiligen Situation nicht immer angemessen ist. Dazu wurden elektromagnetisch betätigbare Zusatzluftsteuerungen vorgesehen, wobei diese in Abhängigkeit von der Betätigungsdy­ namik des Bremspedals aktiviert wurden (siehe die vorangemelde­ ten, nachveröffentlichten Anmeldungen entsprechend DE 42 17 409 A1 und DE 43 09 850 A1 der Anmelderin).

Bei der Unterstützung der Bremsung mit einem Bremskraftverstär­ ker wurde im Fall einer Notbremsung bisher die Verstärkungswir­ kung soweit erhöht, wie dies die Druckdifferenz in den einzel­ nen Kammern des Bremskraftverstärkers ermöglicht hat. Dabei wurde die Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals als Aus­ lösekriterium verwendet. Sobald ein vorgegebener Grenzwert der Betätigungsgeschwindigkeit übertroffen wurde, hat die elektro­ magnetische Zusatzluftsteuerung die maximal mögliche Verstär­ kung des Bremskraftverstärkers ausgelöst.

Zwar erbringt diese Vorgehensweise eine nennenswerte Verkürzung des Bremsweges, aber dem Fahrer wird insoweit die Kontrolle über den Brems­ vorgang entzogen als eine einmal eingeleitete Vollbremsung vollständig automatisch abläuft, d. h. der Fahrer kann nicht mehr in den Bremsvorgang eingreifen. Es wäre aber wünschens­ wert, eine Vollbremsung oder Notbremsung durch einen Eingriff des Fahrers abbrechen zu können, wenn z. B. die Gefahr nicht mehr besteht.

Aus der DE 39 02 215 A1 ist ein Unterdruck-Bremskraftverstärker bekannt, bei dem im Bewegungsbereich eines Ventilkolbens im Steuerventilgehäuse ein Kontaktschalter vorgesehen ist. Dabei ist der erste Kontakt des Kontaktschalters als metallischer Ring gebildet, der in eine Ausnehmung im Steuerventilgehäuse eingesetzt ist. Der zweite Kontakt des Kontaktschalters ist durch den Ventilkolben selbst gebildet, wobei in einer in dem Ring angeordneten Führungshülse aus isolierendem Material ein axial verschiebbares metallisches Kontaktglied geführt ist, das mittels einer Druckfeder vorgespannt ist und für eine elek­ trische Verbindung zwischen dem Ring und dem Ventilkolben sorgt. Ein Ventil ist an zwei im Steuerventilgehäuse eingelas­ sene Kontaktelemente angeschlossen, wobei das mit dem Ventilkol­ ben zusammenwirkende Kontaktelement mittels einer Druckfeder gegen den Ventilkolben vorgespannt ist. Die Druckfeder steht hierbei ständig unter Spannung, so daß die Verbindung zwischen der Arbeitskammer des Bremskraftverstärkers und der Unterdruck­ quelle frei ist. Bei einer Betätigung hebt das Ventilglied von dem Ring ab, so daß die Stromzufuhr zum Ventil und demzufolge auch die Verbindung zwischen der Arbeitskammer und der Unter­ druckquelle unterbrochen wird.

Dieser Bremskraftverstärker bietet die Möglichkeit der schnel­ len Rücknahme der (Not-)Bremsfunktion. Der Schalter arbeitet hier aber wegabhängig und ergibt einen schnellen Druckabbau in der Bremse an jedem beliebigen Punkt der Verstärkerkennlinie, wenn das Pedal schnell und im wesentlichen ganz zurückgenommen wird.

Aus der EP 0 327 276 A2 ist ein Bremskraftverstärker bekannt, bei dem zur Betätigung von Bremswarnleuchten neben einem Ventilele­ ment eine Schaltereinrichtung angeordnet ist, und ein Anschlag­ element von dem Ventilelement getragen wird, wobei die Schalt­ einrichtung in Abhängigkeit von einer Bewegung des Anschlagele­ mentes mit dem Ventilelement betätigt wird. Dabei ist die Bau­ gruppe, die die Schalteinrichtung enthält, an einem Gehäuse des Bremskraftverstärkers befestigt, das den Servokolben enthält.

Aus der DE 33 46 140 A1 ist ein Vakuumbremskraftverstärker be­ kannt, bei dem eine von einem Bremspedal betätigbare Kolben­ stange mit einem Steuerventilkolben verbunden ist, der über eine Reaktionsscheibe auf eine Druckstange wirkt, die mit dem Hauptzylinder verbunden ist. Dabei ist die Reaktionsscheibe in einer Stufenbohrung aufgenommen und das freie Ende des Steuer­ ventilkolbens mit einem in einer Abstufung aufgenommenen Pedal versehen, das die axiale Beweglichkeit des Steuerventilkolbens beschränkt.

Aus der EP 0 379 329 A2 ist ein Bremskraftverstärker bekannt, bei dem ein Schalter mit zwei Berührungskontakten im Gehäuse des Bremskraftverstärkers angeordnet ist. Ein von einem Brems­ pedal axial verschobenes Betätigungsglied weist einen seitlich abstehenden Riegel auf, der die beiden Kontakte überbrücken und damit einen Schaltkreis schließen kann. Der Schalter löst hier jedoch keine Notbrems-Funktion oder ihre Rücknahme aus, sondern steuert mit der Ansteuerung externer Ventile die normale Funk­ tion des Verstärkers.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung das Problem zugrunde, eine Vorrichtung bereitzustellen, durch die eine vom Fahrer gewollter Abbruch einer Notbremsung sicher und störungsfrei erkannt wird.

Zur Lösung des Problems ist die eingangs genannte Vorrichtung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 weitergebildet.

Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß nur durch die Rück nahme des Bremspedals durch den Fahrer das Schaltelement in der Weise betätigt wird, daß dieses ein Signal auslöst, welches dann der elektronischen Steuerung der Fahrzeugbremsanlage zugeführt wird um die maximale Aussteuerung der Bremskraftverstärkung (wie sie im oben genannten Stand der Technik gelehrt wird) wieder zurück zunehmen.

Bei der Plazierung des Schaltelementes ist darauf zu achten, daß dieses nur dann das vorstehend erwähnte Signal zur Rück­ nahme der maximalen Verstärkung abgibt, wenn im Verlauf einer Not- oder Vollbremsung der Fahrer das Bremspedal entlastet, das heißt wenn er den Fuß so weit zurückzieht, daß das Bremspedal freikommt. In diesem Fall bewirkt das von dem Schaltelement abgegebene Signal, daß die maximale Bremskraftunterstützung wie­ der beendet und auf die normale Bremskraftkennlinie zurückge­ schaltet wird.

Eine bevorzugte Weiterbildung der vorstehend beschriebenen Fahrzeugbremsanlage führt zu einer zweiten Variante der Erfindung, bei der die Sicherheit der Fahrzeugbremsanlage hinsichtlich der Überwachung des genannten Schaltelementes verbessert ist. Bei dieser zweiten Variante wird das Schaltelement auf seine Funktion überprüft.

Gegenstand dieser Weiterbildung der Erfindung ist eine Fahr­ zeugbremsanlage mit einem elektronisch gesteuerten Bremskraft­ verstärker, der ein Betätigungsglied aufweist, das bei Betä­ tigung eines Bremspedals eine Bremskraftverstärkung mittels des Bremskraftverstärkers auslöst und bei Freigabe des Bremspedals nach einer Bremsung einen elektrischen Schalter in einen ersten Zustand bringt, in dem er ein Signal an die elektronische Steue­ rung des Bremskraftverstärkers abgibt, um die Bremskraftver­ stärkung zu reduzieren oder zu beenden, wobei der Schalter bei einer Bremsbetätigung in einen zweiten Zustand gebracht wird, in dem er kein Signal zur Beendigung einer Bremskraftverstär­ kung abgibt und in dem seine Funktion überprüft wird. Wichtig ist dabei, daß der Schalter bei einer Bremsbetätigung seinen Schaltzustand ändert.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung dieser Fahrzeugbremsanlage ist vorgesehen, daß der Schalter ein die zwei Zustände einstel­ lendes bewegliches Teil aufweist, das sowohl durch ein in Bezug auf ein Gehäuse des Bremskraftverstärkers ortsfestes Bauteil als auch durch ein in Bezug auf das Gehäuse des Bremskraftver­ stärkers bewegliches Bauteil bewegbar ist.

Eine weitere Ausgestaltung der vorstehend beschriebenen Fahr­ zeugbremsanlage führt zu einer Anordnung, bei der ein Abbruch oder eine Deaktivierung der Notbremsungsunterstützung möglich ist, wobei gleichzeitig die Fehlersicherheit sowie die Montier- und Prüfbarkeit verbessert ist und eine der Bewegung der Brems­ kraftverstärker-Membran möglichst präzise folgende Schalter­ betätigung sichergestellt ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Fahrzeugbremsanlage mit einem ersten Betätigungsglied, das mit einem zweiten Betätigungsglied verbunden ist, um auf dieses eine Betätigungsbewegung eines Bremspedals zu übertragen, wobei das zweite Betätigungsglied die Bewegung zu einem Hauptbremszylinder weiterleitet, einer im Verbindungsbereich des ersten mit dem zweiten Betätigungsglied angeordneten Signaleinrichtung zur Erzeugung eines Signals an die Steuerung des Bremskraftverstärkers, und einer mit der Schalteinrichtung zusammenwirkenden Auslösefläche, die bei einer Betätigungsbewegung des Bremspedals auf die Schalt­ einrichtung einwirkt, ausgestattet, wobei die Auslösefläche an einem Träger angebracht ist, der in der Richtung der Betäti­ gungsbewegung um eine Strecke S verschiebbar ist, die größer ist als der zur Betätigung der Schalteinrichtung erforderliche Hub der Betätigungsbewegung.

Dieser Aufbau hat den Vorteil, daß eine starre Beziehung zwischen der Bewegung des Betätigungsgliedes und der Betätigung der Signaleinrichtung gegeben ist, was eine sichere Signalgabe bei einem Abbruch der Notbremsung gewährleistet. Außerdem kann die Signaleinrichtung und ihre zugehörigen Bauelemente teil­ weise vormontiert und vor der Endmontage auf ihre Funktions­ fähigkeit geprüft werden, so daß eine weitere Prüfung im end­ montierten Zustand nicht mehr zwingend erforderlich ist. Darüber hinaus ist die Signaleinrichtung sehr einfach aus­ tauschbar und ein zusätzlicher Bremslichtschalter kann ent­ fallen.

Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Bremskraftverstärker in einer schematischen Schnittdarstellung.

Fig. 2 zeigt ein steuerbares Ventil des Bremskraftverstärkers nach Fig. 1 in einer vergrößerten schematischen Schnittdarstel­ lung in einer ersten Ausführungsform.

Fig. 3 zeigt ein steuerbares Ventil eines Bremskraftverstärkers nach Fig. 1 in einer schematischen Schnittdarstellung in ver­ größerter Ansicht in einer zweiten Ausführungsform.

Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt aus dem Ventil nach Fig. 2 in einer weiteren Vergrößerung in schematischer Schnittdarstellung.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch das Betätigungsglied mit dem Wegbegrenzungselement in einer schematischen Ansicht ent­ lang der Linie V-V in Fig. 4.

Fig. 6 bis 8 zeigen Details einer Bremsanlage eines weiteren Ausführungsbeispieles mit einem gegenüber den Fig. 1 bis 5 abgewandelten Bremskraftverstärker, bei dem die Funktion des Schaltelements überprüft wird.

In Fig. 1 ist ein Bremskraftverstärker einer Fahrzeugbremsan­ lage im Überblick veranschaulicht, der mit einem Schaltelement gemäß der Erfindung versehen ist.

Der dargestellte Bremskraftverstärker 10 hat ein im wesentlichen rotationssymmetrisches Gehäuse 12, in dem eine hintere Kammer 14 sowie eine vordere Kammer 16 angeordnet und durch eine beweg­ liche Wand 18 voneinander getrennt sind. Zum Bremskraftverstär­ ker gehört ein erstes steuerbares Ventil 20, das mit der beweg­ lichen Wand 18 zu gemeinsamer Relativbewegung in bezug auf das Gehäuse 12 verbunden ist. Auf das Ventil 20 wirkt das vordere Ende eines stangenförmigen Betätigungsgliedes 22, das im Einbau­ zustand mit einem (nicht gezeigten) Bremspedal des Kraftfahr­ zeuges verbunden ist.

Die hintere Kammer 14 ist durch ein Rückschlagventil mit einem abgegrenzten zentralen Raum 24 des Bremskraftverstärkers 10 derart verbunden, daß Luft aus diesem Raum 24 in die hintere Kammer 14 strömen kann, jedoch nicht umgekehrt. Der zentrale Raum 24 ist ferner mit einer im Gehäuse 12 ausgebildeten An­ schlußöffnung 26 zum Einleiten von Luft verbunden. Der vorderen Kammer 16 ist eine ebenfalls im Gehäuse 12 ausgebildete Anschluß­ öffnung 28 zum Absaugen von Luft zugeordnet.

Innerhalb des zentralen Raums 24 des Bremskraftverstärkers ist ein Kraftabgabeglied 30 angeordnet, das sich an dem steuerbaren Ventil 20 abstützt. Das Kraftabgabeglied 30 ist zur Betätigung eines (nicht gezeigten) Hauptbremszylinders vorgesehen.

In dem abgebildeten Ruhezustand, bei abgeschalteter Vakuum­ quelle, herrscht in beiden Kammern 14 und 16 Atmosphärendruck. Bei eingeschalteter Unterdruckquelle, also beispielsweise bei laufendem Motor, mit dessen Ansaugrohr der Vakuumanschluß 28 verbunden ist, entsteht in der vorderen Kammer 16 ein Unter­ druck, so daß die bewegliche Wand 18, und mit ihr das Ventil 20, geringfügig nach vorne verschoben wird, wodurch sich ein erneutes Druckgleichgewicht zwischen den beiden Kammern 14 und 16 einstellt. Von dieser Bereitschaftsstellung aus ist eine verlustwegfreie Betätigung des Bremskraftverstärkers gewähr­ leistet.

Bei einer normalen Bremsbetätigung durch den Fahrer arbeitet der Bremskraftverstärker in üblicher Weise, indem die Verbin­ dung zwischen den beiden Kammern 14 und 16 über das steuerbare Ventil 20 unterbrochen wird und Umgebungsluft in die hintere Kammer 14 strömt. Infolgedessen steht nun eine durch den Brems­ kraftverstärker verstärkte Betätigungskraft am Kraftabgabeglied 30 zur Verfügung. Dies gilt auch dann, wenn im zentralen Raum 24 weiterhin - ebenso wie in der vorderen Kammer 16 - Unter­ druck herrscht.

In Fig. 2 ist das Steuerventil 20 detaillierter veranschau­ licht. Das Betätigungsglied 22 ragt durch ein luftdurchlässiges zylindrisches Filter 40 in ein Steuergehäuse 42, das mit der beweglichen Wand 18 fest verbunden und in dem Gehäuse 12 axial verschiebbar ist. Das Betätigungsglied 22 trägt an seinem im Inneren des Steuergehäuses 42 liegenden Ende ein Ventilschließ­ glied 44, das mit einem inneren Ventilsitz 46 an einem Ventil­ kolben 48 und mit einem äußeren Ventilsitz 50 in Eingriff kommen kann, der an der Innenseite des Steuergehäuses 42 aus­ gebildet ist. Der Ventilkolben 48 ist mit dem freien Ende des Betätigungsgliedes 22 formschlüssig verbunden. Das Ventil­ schließglied 44 ist über eine Vorspannhülse 52 mittels einer sich an dem Betätigungsglied 22 abstützenden Druckfeder 54 ge­ gen den inneren Ventilsitz 46 gedrückt. Die hintere Kammer 14 ist gegenüber der vorderen Kammer 16 abgedichtet, da ein Durch­ laßkanal 58 versperrt ist.

Eine Vorwärtsbewegung in Richtung des Pfeiles V des Betäti­ gungsgliedes 22 wird über ein in einer stirnseitigen Ausnehmung des Ventilgehäuses 42 aufgenommenem gummielastischen Teil 60 sowie eine einen Kopfflansch 62 aufweisenden Druckstange 64 auf einen Betätigungskolben eines nichtdargestellten Hauptzylinders der Bremsanlage übertragen, der am unterdruckseitigen Ende des Bremskraftverstärkers angebracht ist.

Durch eine zweite Druckfeder 68, die zwischen dem Betätigungs­ glied 22 und dem Ventilschließglied 44 angeordnet ist, wird für eine Vorspannung des Betätigungsgliedes 22 bzw. dessen inneren Ventilsitzes 46 gegenüber dem Ventilverschließelement 44 gesorgt.

Zwischen dem Ventilkolben 48 und dem gummielastischen, wie eine inkompressible Flüssigkeit wirkenden scheibenförmigen Teil 60, ist eine Fühlscheibe 70 vorgesehen, deren axiale Beweglichkeit einerseits durch das gummielastische Teil 60 und andererseits durch einen als Rückanschlag wirkenden Ringbund 72 begrenzt ist, durch den das Betätigungsglied 22 hindurchragt und auf die Fühlscheibe 70 wirkt.

Die axiale Beweglichkeit des Ventilkolbens 48 - und damit auch des mit diesem verbundenen Betätigungsgliedes 22 - ist durch ein Wegbegrenzungselement 80 begrenzt, welches in einer Ringnut 82 formschlüssig aufgenommen ist, die in dem Ventilkolben 48 ausgebildet ist. Das Wegbegrenzungselement 80 hat die Gestalt einer im wesentlichen U-förmigen Klammer, deren Schenkel im mittleren Bereich aufeinander zugeknickt sind, damit der Ven­ tilkolben 48 durch diese fest umschlossen wird. Das Wegbegren­ zungselement 80 ragt in einen Kanal 84, der zu der hinteren Kammer 14 führt. Zwischen den beiden Schenkeln 80a, 80b (siehe Fig. 5) ist ein Schalterelement 88 angeordnet. Die Wände des Kanals 84 sind als Anschlagflächen 90, 92 ausgebildet, zwischen denen das Wegbegrenzungselement 80 axial hin- und herbewegbar ist.

Wie Fig. 4 im Detail veranschaulicht, ist der Abstand A zwi­ schen dem als Rückanschlag wirkenden Ringbund 72 und der An­ schlagfläche 90, an der unter Mitwirkung des Wegbegrenzungs­ elements 80 der Schalter 88 betätigbar ist, so bemessen, daß beim Anliegen der Scheibe 70 an dem Ringbund 72 das Betäti­ gungselement 80 bzw. das darin aufgenommene Schaltelement 88 von der Anschlagfläche 90 noch eine Strecke S entfernt ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß zur Betätigung des Schalt­ elementes 88 das Wegbegrenzungselement 80 noch die Strecke S in Richtung auf die Anschlagfläche 90 hin zurückzulegen hat.

Dabei ist die Strecke S so bemessen, daß eine Fehlbetätigung des Schaltelementes 88 aufgrund einer beispielsweise im Rahmen eines ABS-Betriebes auftretenden Rückstellung des Betäti­ gungsgliedes 64 bzw. der Scheibe 70 durch hydraulische Kräfte ausgeschlossen ist.

Wie noch weiter unten im Zusammenhang mit der Betriebsweise erläutert werden wird, ist das Steuerventilgehäuse 42 gegenüber dem Gehäuse 12 des übrigen Bremskraftverstärkers koaxial zu dem Betätigungsglied 22 verschiebbar.

Aus dieser Tatsache ergibt sich eine weitere Bemessungsregel für eine Strecke S. Die Strecke S ist so zu bemessen, daß eine Fehlbetätigung des Schaltelementes 88 aufgrund von aus einem ABS-Betrieb des Bremskraftverstärkers herrührenden Druckstößen ausgeschlossen ist, die gegen die von dem Bremspedal ausgeübte Kraft gerichtet sind und zu einer Relativbewegung zwischen dem Betätigungsglied 22 zugehörenden Wegbegrenzungselement 80 und dem Anschlag 90 führen, der zusammen mit dem Wegbegrenzungs­ element 80 eine Betätigung des Schaltelementes 88 hervorruft.

Für das Schaltelement selbst kommen die unterschiedlichsten Bauformen in Betracht. Dabei ist auf einen kurzen aber defi­ nierten Schaltweg Wert zu legen, so daß die Strecke S durch das jeweilige Schaltelement 88 nicht verändert wird, oder aber der im Innern des Schaltelementes 88 liegende Betätigungsweg in die Strecke S einzurechnen ist.

Das Schaltelement 88 ist zwischen den Schenkeln 80a und 80b des Wegbegrenzungselementes 80 aufgenommen, wobei das Schaltelement 88 in einem Formkörper 102 befestigt ist, der mittels zweier seitlicher Rastnasen 104 und 106 in entsprechenden Ausnehmungen 108 und 110 in den Schenkeln 80a und 80b verrastet ist. Der Formkörper 102 hat eine im wesentlichen T-förmige Gestalt, wo­ bei die beiden seitlich abstehenden Fortsätze 112 und 114 an den freien Enden der Schenkel 80a und 80b aufliegen, so daß die Längsbeweglichkeit des Formkörpers 102 durch die beiden Fort­ sätze 112 und 114 zusammen mit den Rastnasen 104, 106 begrenzt ist.

Im Umschlingungsbereich 120 des Ventilstößels 48 durch das Weg­ begrenzungselement 80 ist dieser etwa zu 340° umschlungen, wo­ bei ein kleiner Spalt 122 zwischen den Schenkeln 80a und 80b des Wegbegrenzungselementes 80 verbleibt, durch den dieses in die Nut 82 in dem Ventilstößel 48 geschoben wird. Die beiden Schenkel 80a und 80b weisen zwei Einknickungen 124, 126 auf, durch die die weitgehende Umschlingung des Ventilstößels 48 erreicht wird.

Nachstehend wird die Funktion des Bremskraftverstärkers im Zu­ sammenhang mit dem Wegbegrenzungselement 80 bzw. den unter­ schiedlichen Schaltzuständen des Schaltelementes 88 erläutert.

In einer Ausgangsstellung befindet sich der Bremskraftverstär­ ker in der in Fig. 1 gezeigten Stellung. Das Wegbegrenzungs­ element 80 bzw. das darin aufgenommene Schaltelement 88 be­ findet sich an der Anschlagfläche 90, wodurch die Endlage des mit dem Betätigungselement 22 gekoppelten Ventilkolbens 48 und des Ventilschließgliedes 44 definiert ist. Das Steuerventil­ gehäuse 42 wird durch eine im Innern des Bremskraftverstärker­ gehäuses 12 liegende (nicht veranschaulichte) Feder an das Weg­ begrenzungselement 80 gedrückt, wodurch das Steuerventil 20 geöffnet und die Belüftungskammer 14 mit der Atmosphäre ver­ bunden wird.

Wird nun an die vordere Kammer 16 - durch Starten des Fahrzeug­ motors - ein Unterdruck angelegt, stellt sich eine Druckdiffe­ renz zwischen den beiden Seiten der bewegbaren Trennwand 18 ein. Bedingt durch diese Druckdifferenz bewegt sich die Trenn­ wand 18 zusammen mit dem Steuerventilgehäuse 42 in Richtung der vorderen Kammer 16 bis der innere Ventilsitz 46 durch das Ven­ tilschließglied 44 gerade geschlossen wird. In dieser Stellung verbleibt der Bremskraftverstärker, solange die Druckdifferenz und die entsprechende Rückstellkräfte der Federn, 54, 68 im Gleichgewicht stehen. Eine Betätigung des Bremspedals und die damit verbundene Verschiebung des Betätigungselementes 22 hat eine unmittelbare Bremskraftverstärkungswirkung zur Folge.

In der zweiten Funktionsstellung (Teillaststellung) gibt der Bremskraftverstärker nur einen Teil seiner möglichen Leistung ab. Dies erfolgt im Rahmen einer normalen Bremsung. Dabei sind der innere Ventilsitz 46 und der äußere Ventilsitz 50 durch das Ventilschließglied 44 verschlossen bzw. das Steuerventilgehäuse 42 befindet sich in seiner in Richtung auf die vordere Kammer 16 geschobenen Stellung.

Sowohl in der Bereitschaftsstellung als auch in der Teillast­ stellung ist die Position des Wegbegrenzungselementes 80 zu dem Steuerventilgehäuse 42 gleich, daß heißt zwischen dem Wegbegren­ zungselement 80 und dem Steuerventilgehäuse 42 bzw. dem An­ schlag 90 ist eine definierte Wegstrecke S frei, die bewirkt, daß das Schaltelement 88 in seiner unbetätigten Stellung ist.

Bei einer Vollbremsung ist der innere Ventilsitz 46 gegenüber dem Ventilschließglied 44 so weit in Richtung der vorderen Druckkammer 16 verschoben, daß durch das Filter 40 atmosphä­ rische Luft frei zur hinteren Kammer 14 strömen kann, so daß in dem Verstärkersystem die maximal mögliche Druckdifferenz herrscht. Die Scheibe 70 wird dann durch das Betätigungsglied 22 in das Gummielement 60 eingepreßt. In dieser Stellung be­ findet sich das Wegbegrenzungselement 80 in der Nähe oder an der Anschlagfläche 92. In diesem Zustand ist der Abstand des Schaltelementes 88 zu dem Anschlag 90 am größten, so daß das Schaltelement 88 ebenfalls unbetätigt ist und kein Signal an die Steuerung abgibt.

Falls der Fahrer die Vollbremsung abbrechen will, muß dazu das Bremspedal nahezu vollständig freigegeben werden, so daß die Rückstellfeldern 54, 68 das Betätigungselement 22 entgegen der Pfeilrichtung V (Fig. 2) zurückschieben, wobei sich das Ven­ tilschließglied 44 auch von dem äußeren Ventilsitz 50 entfernt. Dadurch tritt durch den Kanal 58 und den Durchlaß 84 ein Druck­ ausgleich zwischen der vorderen und der hinteren Kammer 16, 14 ein.

In dieser Stellung liegt das Wegbegrenzungselement 80 bzw. das darin angeordnete Schaltelement 88 an dem Anschlag 90 an, so daß eine Betätigung des Schaltelementes 88 erfolgt, wodurch ein Signal an die Steuerung abgegeben wird. Aus dem Vorstehenden wird deutlich, daß jeder Funktionsstellung des Bremskraftver­ stärkers eine definierte Position des Wegbegrenzungselementes 80 bzw. dessen Schaltelementes 88 zugeordnet werden kann, die sich aus der Relativbewegung des Steuerventilgehäuses 42 zu dem Betätigungsglied 22 bzw. den diesem zugeordneten Elementen er­ gibt.

Das Schaltelement 88 kann auch in der Anschlagfläche 90 einge­ lassen sein und durch das Wegbegrenzungselement 80 betätigt werden (Fig. 3). Eine besonders einfache Ausgestaltung ergibt sich, wenn der Formkörper 102 (siehe Fig. 5) aus Isoliermate­ rial besteht und das Schaltelement 88 lediglich einen Kontakt­ knopf 130 aufweist, der bei einer Berührung des Anschlages 90 eine elektrische Verbindung mit diesem herstellt.

Durch ein elektrisches Verbindungskabel 132 wird der Brems­ steuerung ein Signal zugeführt, das dahingehend ausgewertet wird, daß der Bremskraftverstärker schnell auf seine Verstär­ kungskennlinie zurückfällt bzw. zurückgefahren wird. Auf diese Weise wird die Vollbremsung - durch den Fahrer gewollt - ab­ gebrochen.

Durch die Bemessung des Abstandes A bzw. der Strecke S unter Berücksichtigung der jeweils auftretenden Vibrationen oder Druckpulsationen während einer ABS-Regelung wird wirksam ver­ hindert, daß Falschauslösungen, daß heißt vom Fahrer nicht ge­ wollte Abbrüche der Vollbremsung erfolgen.

Die Fig. 6, 7 und 8 zeigen eine Abwandlung des oben beschrie­ benen Bremskraftverstärkers, wobei nur die abgewandelten Bau­ teile in den Fig. 6, 7 und 8 dargestellt sind, während die übrigen Bauteile und Zustände denen des Ausführungsbeispieles gemäß den Fig. 1 bis 5 entsprechen.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 6 bis 8 wird die Funk­ tionstüchtigkeit des Schalters 88 überwacht. Hierdurch wird berücksichtigt, daß der Schalter 88 beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 5 relativ selten benutzt wird. Kommt es dann einmal zu einer sogenannten Notbremsung mit extrem kräf­ tiger Pedalbetätigung und bricht der Fahrer dann abrupt die Notbremsung durch Freigabe des Bremspedals ab, kann ein nicht funktionierender Schalter 88 negative Auswirkungen haben. Das wird bei der Variante der Bremsanlage gemäß den Fig. 6, 7 und 8 vermieden. Stellt sich bei der nachfolgend beschriebenen Über­ prüfung der Funktionstüchtigkeit des Schalters 88 heraus, daß dieser nicht funktioniert, dann wird dies in der elektronischen Steuerung des Bremskraftverstärkers dahingehend berücksichtigt, daß bei einem Ausfall des Schalters 88 auch keine besondere maximale Bremskraftunterstützung mehr vorgesehen wird, auch nicht im Falle einer sogenannten Not- oder Vollbremsung. Wei­ terhin kann in der üblichen Weise ein Funktionsmangel des Schal­ ters 88 in der elektronischen Fahrzeugüberprüfung festgestellt und an geeigneter Stelle (am Armaturenbrett oder dergl.) ange­ zeigt werden.

Um die Funktionstüchtigkeit des Schalters 88 überprüfen zu können, ist gemäß den Fig. 6, 7 und 8 der Schalter 88 (wie oben) an dem Wegbegrenzungselement 80 (das auch als Querriegel bezeichnet wird) befestigt. Der Schalter 88 weist ein beweg­ liches Teil 140 auf, das die Form eines Stößels hat und axial (senkrecht zur Längserstreckung des Wegbegrenzungselementes 88) beweglich ist.

Zur Überprüfung des Schalters 88 ist am Gehäuse 12 des Brems­ kraftverstärkers ortsfest ein Anschlag 142 befestigt. Dieser Anschlag wirkt bei bestimmten Betriebszuständen der Bremse mit dem beweglichen Teil 140 des Schalters 88 zusammen. Die Fig. 6, 7 und 8 zeigen jeweils unterschiedliche Betriebszustände der Bremsanlage.

Fig. 6 zeigt die Bremsanlage in nicht betätigtem Zustand. Wie oben bereits ausgeführt ist, wird in diesem Zustand das Betä­ tigungsglied 22 (in den Fig. 6 bis 8 nicht gezeigt) in den Figuren nach rechts gedrückt und mit ihm auch das Wegbegren­ zungselement 80. In dieser Stellung schlägt das Wegbegrenzungs­ element 80 gegen den Anschlag 142, wobei das bewegliche Teil 140 des Schaltelements 88 in eine zugeordnete Ausnehmung im Wegbegrenzungselement 80 eingedrückt wird, wie in Fig. 6 mit gestrichelten Linien dargestellt ist. Der Schalter 88 weist zwei Kontakte 144, 146 auf. Gemäß Fig. 6 bewirkt das in das Wegbegrenzungselement 80 hineingedrückte bewegliche Teil 140 (vgl. Fig. 7), daß der eine Schaltkontakt 144 geöffnet wird, während der andere Schaltkontakt 146 geschlossen ist. Somit kann bereits im Ruhezustand der Bremse eine Funktionsüberprü­ fung des Schalters 88 durchgeführt werden.

Fig. 7 zeigt den Zustand einer sogenannten Normalbremsung (also keine Not- oder Vollbremsung mit maximaler Bremskraftunterstüt­ zung). Wie sich auch der obigen Beschreibung anhand der Fig. 1 bis 5 ergibt, wird bei einer Bremsung das Wegbegrenzungselement 80, ebenso wie das Steuergehäuse 42, nach vorne bewegt, in den Figuren also nach links. Diese Bewegung erfolgt relativ zum Gehäuse 12 des Bremskraftverstärkers. Somit kommt bei einer Bremsung das Wegbegrenzungselement 80 und damit auch das beweg­ liche Teil 140 des Schalter 88 frei vom Anschlag 142, so daß sich das bewegliche Teil 140 gemäß Fig. 7 aufgrund einer Feder­ spannung (die Feder ist nicht gezeigt) aus dem Wegbegrenzungs­ element 80 herausbewegt. Gemäß Fig. 7 ist in diesem Zustand der eine Schaltkontakt 144 des Schalters 88 geschlossen, während der andere Schaltkontakt 146 geöffnet ist. Die elektronische Steuerung des Bremskraftverstärkers fragt den Zustand der Schaltelement 144, 146 bei einer solchen Bremsung ab und kann somit die Funktionstüchtigkeit des Schalters 88 überprüfen.

Fig. 8 zeigt den hier besonders interessierenden Fall eines plötzlichen Abbruches einer Not- oder Vollbremsung. Wie sich aus der obigen Beschreibung des Bremskraftverstärkers ergibt, bleibt bei einem solchen Abbruch der Bremsung das Steuergehäuse 42 (welches mit der beweglichen Wand 18 verbunden ist) noch für eine gewisse Zeitspanne in der vorgeschobenen Stellung (in den Figuren also nach links versetzt), während das Betätigungsglied 22 mit dem Wegbegrenzungselement 80 aufgrund der Federkräfte in die hintere Stellung (in den Figuren also rechts) gedrückt wird. Dabei kommt, wie oben anhand der Fig. 1 bis 5 beschrie­ ben ist, das bewegliche Teil 140 des Schalters 88 in Eingriff mit dem Anschlag 90, der fest mit dem Steuergehäuse 42 verbun­ den ist. Die elektronische Steuerung "weiß", daß zuvor eine Bremskraftverstärkung mit maximaler Vollaussteuerung durch­ geführt wurde und wertet das Signal des Schalters 88 in der Stellung gemäß Fig. 8 so aus, daß die elektronische Steuerung des Bremskraftverstärkers von maximaler Bremskraftunterstützung (Not- oder Vollbremsung) auf die normale Bremskraftkennlinie des Bremskraftverstärkers geändert wird.

Das bewegliche Teil 140 des Schalters 88 wird also, je nach Funktionszustand der Bremsanlage, durch zwei verschiedene Bau­ teile betätigt, zum einen durch den im Bezug auf den Bremskraft­ verstärker ortsfesten Anschlag 142 und zum anderen durch den in Bezug auf den Bremskraftverstärker beweglichen Anschlag 90, der mit dem Steuergehäuse 42 gekoppelt ist. Hierzu wird die Stirn­ fläche des beweglichen Teils 140 so positioniert, daß ihre obere Hälfte durch den Anschlag 90 und ihre untere Hälfte durch den Anschlag 142 erfaßt werden.

Bei jedem Betätigungsvorgang der Bremse erfolgt eine Betätigung des Schalters 88, so daß dieser fortlaufend auf seine Funktions­ tüchtigkeit überprüfbar ist. In einem ersten Zustand (Fig. 8) gibt der Schalter 88 ein Signal an die elektronische Steuerung des Bremskraftverstärkers ab, um eine maximale Bremskraftver­ stärkung zu reduzieren oder zu beenden. In einem zweiten Zu­ stand (Fig. 7) gibt der Schalter 88 kein Signal zur Beendigung einer maximalen Bremskraftverstärkung ab, ist aber gleichwohl eingeschaltet, um seine Funktion zu überprüfen.

Claims (17)

1. Fahrzeugbremsanlage mit

• 1. einem elektronisch einstellbaren Bremskraftverstärker (10), der zum Beenden eines automatischen, durch eine Steu­ ereinheit in Abhängigkeit von der Betätigung eines Brems­ pedals ausgelösten Bremsvorganges bei Kraftfahrzeugen ein­ gerichtet ist, wobei der automatische Bremsvorgang dann be­ endet wird, wenn ein Abbruchkriterium erfüllt ist, und
• 2. einer Schaltvorrichtung (88, 90), die aus einem Betäti­ gungselement (90) und einem gegenüber diesem relativ beweg­ lichen Schaltelement (88) gebildet ist, wobei eines der beiden Elemente (88; 90) kraftleitend mit einem Betäti­ gungsglied (22) verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. das andere Element (88 oder 90) der Schaltvorrichtung (88, 90) gegenüber dem Betätigungsglied (22) innerhalb ei­ nes definierten Bewegungsspiels (S) bei einer Bewegung des Bremspedals in Richtung seiner Ruhestellung eine Relativ­ bewegung ausführt,
• 2. diese Relativbewegung einen Schaltvorgang der Schaltvor­ richtung (88, 90) verursacht, und
• 3. der Schaltvorgang als Abbruchkriterium des automatischen Bremsvorganges herangezogen wird.

2. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schaltelement (88) an dem Steuergehäuse (42) des Bremskraftverstärkers und das Betätigungselement (90) an dem mit dem Betätigungsglied (22) verbundenen, in dem Steuergehäuse (42) längsverschiebbar angeordneten Ventil­ kolben (48) angeordnet ist.

3. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Betätigungsglied (22) auf eine Scheibe (70) wirkt, die mit einem wie eine inkompressible Flüssig­ keit wirkenden Teil (60) in Eingriff bringbar ist, auf das eine der durch das Bremspedal hervorgerufenen Bewegung des Betätigunggliedes (22) entgegengerichtete Hydraulikkraft wirkt, die eine Gegenbewegung der Scheibe (70) und des Betätigunggliedes (22) bewirkt, wobei die Bewegbarkeit der Scheibe (70) in Richtung auf das Betätigungsglied (22) durch einen Rückanschlag (72) begrenzt ist, und der Abstand (1) des Rückanschlages (72) von dem Anschlag (90), durch den zusammen mit dem Wegbegrenzungselement (80) das Schal­ telement (88) betätigbar ist, so bemessen ist, daß beim An­ liegend der Scheibe (70) an dem Rückanschlag (72) das dem Betätigungsglied (22) zugeordnete Wegbegrenzungselement (80) von dem Anschlag (90) so weit entfernt ist, daß zur Betätigung des Schaltelementes (88) das Wegbegrenzungsele­ ment (80) noch eine Strecke (S) in Richtung auf den An­ schlag (90) zurückzulegen hat.

4. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Strecke (S) so bemessen ist, daß eine Fehlbetätigung des Schaltelements (88) aufgrund einer Rück­ stellung des Betätigungsgliedes (22) bzw. der Scheibe (72) durch von der Bremsanlage ausgehende Hydraulikkraft ausge­ schlossen ist.

5. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schaltelement (88) dem Wegbegrenzungsele­ ment (80) zugeordnet ist (Fig. 4).

6. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schaltelement (88) zusammen mit dem das Wegbegrenzungselement (80) betätigenden Anschlag (90) ge­ genüber dem anderen Anschlag (92) koaxial zu dem Betäti­ gungsglied (22) verschiebbar ist.

7. Fahrzeugbremsanlage nach einem oder mehreren der An­ sprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strecke (S) so bemessen ist, daß eine Fehlbetätigung des Schaltele­ mentes (88) aufgrund von aus einem ABS-Betrieb herrührenden Druckstößen ausgeschlossen ist, die gegen die von dem Bremspedal ausgeübte Kraft gerichtet sind und zu einer Re­ lativbewegung zwischen dem dem Betätigungsglied (22) zuge­ ordneten Wegbegrenzungselement (80) und dem Anschlag (90) führen.

8. Fahrzeugbremsanlage nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fe­ derkraft eines Federelementes (54; 68), das das Betäti­ gungsglied (22) beaufschlagt, so bemessen ist, daß das Be­ tätigungsglied (22) aus einer Betätigungsstellung bei feh­ lender Krafteinwirkung auf das Bremspedal in eine unbetä­ tigte Stellung zurückkehrt, in der das Schaltelement (88) ein Signal abgibt.

9. Fahrzeugbremsanlage nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein von dem Schaltelement (88) abgegebenes Signal bei einer vorhe­ rigen Auslösung einer maximalen Bremskraftverstärkung in der Fahrzeugbremsanlage dahingehend ausgewertete wird, daß der Bremskraftverstärker (10) unverzüglich in seinen norma­ len Bremskraftverstärkungsbetrieb zurückgeführt wird.

10. Fahrzeugbremsanlage nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Weg­ begrenzungselement (80) ein das Betätigungsglied (22) um­ greifendes Klemmelement ist (Fig. 5).

11. Fahrzeugbremsanlage nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Wegbegrenzungselement (80) das Schaltelement (88) lösbar befestigt ist (Fig. 4).

12. Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (88) in dem Anschlag (90) angeordnet ist.

13. Fahrzeugbremsanlage nach einem der vorigen Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (88) bei ei­ ner Bremsbetätigung in einen zweiten Zustand gebracht wird, in dem er kein Signal zur Beendigung einer Bremskraftver­ stärkung abgibt und in dem seine Funktion überprüft wird.

14. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der das Schaltelement (88) ein die zwei Zustände ein­ stellendes bewegliches Teil (140) aufweist, das sowohl durch ein in Bezug auf ein Gehäuse (12) des Bremskraftver­ stärkers (10) ortsfestes Bauteil (142) als auch durch ein in Bezug auf das Gehäuse (12) des Bremskraftverstärkers (10) bewegliches Bauteil (42; 90) bewegbar ist (Fig. 6-8).

15. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (88) aus zwei Schaltern (144, 146) besteht, die über ein gemeinsames, von dem Betätigungselement (90) beaufschlagbares Teil (80) be­ tätigt werden, und wobei einer der Schalter als Schließer und der andere Schalter als Öffner ausgebildet ist (Fig. 6-8).

16. Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bremskraftverstärker (10) Rückstellfedern (54; 68) vorgesehen sind, die das Be­ tätigungselement (22) aus einer betätigenden Stellung des Bremskraftverstärkers zurückdrängen, wobei ein Ventil­ schließglied (44) von seinem Ventilsitz 50 abhebt um damit einen Druckausgleich zwischen einer vorderen und einer hin­ teren pneumatischen Kammer (16; 14) herstellen, wenn das Bremspedal nahezu vollständig freigegeben wird.

17. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schaltelement (88) in dieser Stellung an dem Betätigungselement (90) anliegt, so daß eine Betätigung des Schaltelementes (88) erfolgt, wodurch ein Signal an die Steuerung abgegeben wird.