Titel Bremskraftverstärker

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen Bremskraftverstärker mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 , der insbesondere für Kraftfahrzeuge vorgesehen ist. Im Rahmen dieser Erfindung umfasst der Begriff „Steuerung" auch eine Regelung.

In Personenkraftwagen sind heutzutage Unterdruck-Bremskraftverstärker üblich, die eine Unterdruckkammer mit einer Membran in ihrem Innern aufweisen, die die Unterdruckkammer in zwei Kammern unterteilt. In beiden Kammern herrscht Unterdruck, d.h. niedrigerer Druck als der Umgebungsdruck. Bei einer Bremsbe- tätigung wird eine der beiden Kammern mit Umgebungsluft beaufschlagt (nicht unbedingt mit Umgebungsdruck, sondern mit Umgebungsdruck nur bei maximaler Kraftverstärkung), wodurch eine Kraft auf die Membran ausgeübt wird, die als Fremdkraft zusätzlich zu einer Muskelkraft auf einen Kolben eines hydraulischen Hauptbremszylinders ausgeübt wird. Die Unterdruckkammer mit der Membran kann als Aktuator, nämlich als pneumatischer- oder Unterdruck-Aktuator des

Bremskraftverstärkers aufgefasst werden.

Bekannt sind auch elektromechanische Bremskraftverstärker, die den Vorteil aufweisen, dass sie keinen Unterdruck benötigen. Sie sind deswegen ohne Un- terdruckpumpe in Kraftfahrzeugen mit Dieselmotoren verwendbar, die bauartbedingt keinen (ausreichenden) Unterdruck im Ansaugtrakt für den Betrieb eines Unterdruck-Bremskraftverstärkers aufweisen. Auch bei modernen Ottomotoren mit Benzindirekteinspritzung oder Magermixmotoren genügt der Unterdruck im Ansaugtrakt teilweise nicht für den Betrieb eines Unterdruck- Bremskraftverstärkers. Weitere Einsatzgebiete für elektromechanische Bremskraftverstärker sind Hybridfahrzeuge mit einem kombinierten Antrieb durch einen oder mehrere Elektromotoren und einen Verbrennungsmotor oder Elektrofahr- zeuge.

Die Offen legungsschrift DE 100 57 557 A1 offenbart einen elektromechanischen Bremskraftverstärker mit einem elektromechanischen Aktuator, dessen Aktua- torkraft als Fremdkraft zusätzlich zu einer von einem Fahrzeugführer ausgeübten Muskelkraft auf einen Kolben eines Hauptbremszylinders ausgeübt wird. Als elektromechanischen Aktuator weist der bekannte elektromechanische Bremskraftverstärker einen Elektromagneten oder einen Linearmotor auf. Denkbar ist beispielsweise auch ein Elektromotor mit nachgeschaltetem Rotations/T ranslations-Umsetzungsgetriebe, wobei dem Elektromotor und dem Umsetzungsgetriebe ein Untersetzungsgetriebe zwischengeschaltet sein kann. Die Aufzählung ist nicht abschließend.

Den Bremskraftverstärkern ist gemein, dass sie ein Eingangselement, das vom

Fahrzeugführer mit Muskelkraft beaufschlagbar ist, den bereits genannten Aktuator und ein Ausgangselement aufweisen, das den Kolben eines Hauptbremszylinders mit einer Betätigungskraft beaufschlagt. Denkbar ist, dass der Kolben des Hauptbremszylinders bereits das Ausgangselement bildet, normalerweise han- delt es sich allerdings um zwei Bauteile. Das Eingangselement bekannter

Bremskraftverstärker ist üblicherweise eine Kolbenstange, die gelenkig mit einem (Fuß-) Bremspedal verbunden ist. Auch ein Handbremshebel kann das Eingangselement bilden oder gelenkig mit der Kolbenstange des Bremskraftverstärkers verbunden sein. Der Bremskraftverstärker summiert eine vom Aktuator er- zeugte Aktuatorkraft und die vom Fahrzeugführer auf das Eingangselement ausgeübte Muskelkraft und überträgt die beiden Kräfte als Betätigungskraft auf das Ausgangselement. Das Verhältnis der Aktuatorkraft zur Muskelkraft kann konstant oder veränderlich sein. Die Summation der Aktuatorkraft und der Muskelkraft zur Betätigungskraft erfolgt normalerweise mechanisch im Bremskraftver- stärker.

Das Ausgangselement bekannter Bremskraftverstärker ist üblicherweise eine sog. Druckstange.

Zur Übertragung und Summation der Aktuatorkraft und der Muskelkraft weist der bekannte elektromechanische Bremskraftverstärker eine sog. Reaktionsscheibe auf. Hierbei handelt es sich um eine gummielastische Scheibe, die vom Aktuator und vom Eingangselement beaufschlagt wird und die ihrerseits das Ausgangselement beaufschlagt. Die Reaktionsscheibe bewirkt ein gedämpftes Einkoppeln der Aktuatorkraft und ermöglicht Relativbewegungen zwischen dem Muskelkraft betätigten Eingangselement und dem Aktuator.

Offenbarung der Erfindung

Der erfindungsgemäße steuerbare Bremskraftverstärker mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist ein verformbares Übertragungselement auf, das die vom

Fahrzeugführer auf das Eingangselement ausgeübte Muskelkraft auf das Ausgangselement überträgt. Im Unterschied zur Reaktionsscheibe des bekannten elektromechanischen Bremskraftverstärkers wird das Übertragungselement des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers nicht vom Aktuator beaufschlagt, dessen Aktuatorkraft in anderer Weise eingekoppelt wird. Erfindungsgemäß weist der Bremskraftverstärker einen Verstärkerkörper auf und wird in Abhängigkeit einer eine Relativauslenkung des Verstärkerkörpers und des Eingangselements repräsentierenden Größe betrieben.

Steuerbar ist in diesem Kontext als steuerbar und/oder regelbar verstanden und wird im folgenden nicht mehr unterschieden.

Vorzugsweise weist auch der Aktuator ein verformbares Übertragungselement zur Übertragung der Aktuatorkraft auf das Ausgangselement auf. Dies ist Gegenstand des Anspruchs 13.

Vorzugsweise ist das Übertragungselement elastisch verformbar, also beispielsweise ein gummielastisches Element oder ein Federelement, beispielsweise eine Schraubendruckfeder. Das Übertragungselement kann eine Federkonstante oder eine nicht-lineare Federkennlinie aufweisen. Eine Scheibenform des Übertra- gungselements ist nicht erforderlich. Das Übertragungselement kann auch ein in- kompressibles Fluid aufweisen, das beispielsweise in einem konstanten Volumen beispielsweise in einem Balg oder einem Beutel eingeschlossen ist. Verallgemeinernd kann das Übertragungselement als Element aufgefasst werden, das die Aktuatorkraft des Aktuators bzw. die Muskelkraft des Eingangselements in Ab- hängigkeit von einer Formänderung und/oder Formänderungsgeschwindigkeit auf das Ausgangselement überträgt. Das Übertragungselement kann dämpfend, insbesondere schwingungs- und/oder stoßdämpfend wirken. Die Kraftübertragungseigenschaften des Übertragungselements bzw. der Übertragungselemente können veränderlich, beispielsweise auch steuerbar sein. Es ist denkbar, dass das Übertragungselement ein nicht Newton'sches Fluid aufweist. Beispielsweise mit einem magneto- oder elektrorheologischen Fluid, dessen Viskosität sich durch ein magnetisches- oder elektrisches Feld beeinflussen lässt, ist eine Änderung der Kraftübertragungseigenschaften des Übertragungselements möglich. Die vorstehenden Ausführungen gelten sowohl für das Übertragungselement des Eingangselements als auch, sofern vorhanden, für das Übertragungselement des Aktuators.

Vorteil der Erfindung ist, dass durch die voneinander unabhängige Einkopplung der Aktuatorkraft und der Muskelkraft die Einkopplung erheblich variabler ist als bei bekannten Bremskraftverstärkern. Das Verhältnis der Aktuatorkraft zur Mus- kelkraft, also das Verstärkungsverhältnis, ist in einem weiten Bereich steuer- oder regelbar, es sind eine verhältnismäßig große Relativbewegung des Eingangselements gegenüber dem Aktuator sowie unterschiedliche Geschwindigkeiten und Beschleunigungen des Eingangselements und des Aktuators möglich. Pedalgefühl und Bremsgefühl lassen sich in weiten Bereichen einstellen bzw. ändern und beispielsweise an äußere Einflüsse wie Fahrzeuggeschwindigkeit,

Straßenbeschaffenheit oder auch einen Wunsch eines Fahrzeugführers wie beispielsweise einen Sportmodus anpassen. Dabei meint Pedalgefühl, was der Fahrzeugführer am Bremspedal (oder einem Handbremshebel) spürt, wie groß die Muskelkraft an welcher Position des Bremspedals, auch abhängig von der Pedalgeschwindigkeit, ist. Das Bremsgefühl ist die vom Fahrzeugführer gespürte

Verzögerung während einer Bremsung. Des weiteren ist eine auch Jump-in genannte Springer-Funktion möglich, bei der in einem unteren Kraftbereich (Bremsdruck beispielsweise kleiner als 15 bar) die Steuerung oder Regelung der Aktuatorkraft weggesteuert vom Weg des Eingangselements bei nahezu kon- stanter Muskelkraft erfolgt. Die Betätigungskraft kann in diesem Bereich vollständig vom Aktuator aufgebracht werden. Das Betreiben des Bremskraftverstärkers in Abhängigkeit der Relativauslenkung des Verstärkerkörpers sowie des Eingangselements hat zum Vorteil, dass ein Betreiben des Bremskraftverstärkers nur mit Wegsensoren möglich ist und somit auf Kraftsensoren verzichtet werden kann, was die Kosten senkt. Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.

Zur Verwirklichung der vorstehend erläuterten Springer-Funktion sieht Anspruch 2 einen Leerweg des Eingangselements vor, bevor es das Ausgangselement über das Übertragungselement beaufschlagt. Dies wird durch Betreiben des Bremskraftverstärkers in einem ersten Betriebsmodus erreicht, indem die Relativauslenkung zwischen Verstärkerkörper und Eingangselement so eingestellt wird, dass der Leerweg nicht überwunden wird. In einem zweiten Betreibsmodus ist vorgesehen, dass der Leerweg durch Einstellen der Relativauslenkung überwunden wird. Die Aufteilung in einen ersten und zweiten Betriebsmodus ist nicht zwangsläufig als Abfolge zu verstehen, der Bremskraftverstärker kann vorteilhafterweise auch nur im ersten oder nur im zweiten Betriebsmodus betrieben werden.

Bis der Leerweg überwunden ist, lässt sich das Eingangselement kraftfrei bzw. normalerweise gegen die Kraft einer Rückstellfeder eines Bremspedals, also mit vernachlässigbar kleiner Muskelkraft, bewegen. Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 3 wird in dem ersten Betriebsmodus die Bremskraft alleine durch den Aktuator aufgebracht. Im zweiten Betreibsmodus wird dagegen die Bremskraft durch die Aktutatorkraft und/oder durch die Muskelkraft aufgebracht. Mit Bremskraft ist die Radbremskraft der Fahrzeugräder gemeint.

Im ersten Betreibsmodus kann der erfindungsgemäße Bremskraftverstärker der- art betrieben werden, dass eine feste Relativauslenkung zwischen Eingangselement und Verstärkerkörper vorliegt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Relativauslenkung auf Null eingestellt wird. Durch ein solches Betreiben des Bremskraftverstärkers ist sichergestellt, dass der Leerweg nicht überwunden wird. In vorteilhafter Weise kann im zweiten Betriebsmodus vorgesehen sein, den

Bremskraftverstärker anhand eines vorgegebenen Zusammenhangs aus einem Verschiebeweg des Verstärkerkörpers und der Relativauslenkung einzustellen. So kann eine Charakteristik für den Bremskraftverstärker anhand dieses vorgebbaren Zusammenhangs vorgegeben werden. In vorteilhafter weise kann ein Übergang von erstem Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus des Bremskraftverstärkers oder auch umgekehrt abhängig vom vorliegenden Druck im Bremssystem, von dem Verschiebeweg des Verstärkerkörpers und/oder vom Verschiebeweg des Eingangselements sein. Über die- se Abhängigkeit kann der Übergang zwischen erstem Betriebsmodus und zweitem Betriebsmodus dann selbstverständlich auch eingestellt werden. Auf diese Weise kann der Bremskraftverstärker beispielsweise bei niedrigem Druck im Bremssystem im ersten Betriebsmodus betrieben werden und bei höherem Druck im Bremssystem im zweiten Betreibsmodus.

In vorteilhafter Weise gemäß den abhängigen Ansprüchen 7 und 8 kann der oben erwähnte Zusammenhang zwischen Verschiebeweg des Verstärkerkörpers und einzustellender Relativauslenkung in Form einer Kennlinie im Fahrzeug hinterlegt sein, beispielsweise in einem Steuergerät des Bremskraftverstärkers. Diese Kennlinie kann beispielweise durch den Fahrer ausgewählt werden oder auch automatisch an Umgebungsbedingungen oder Fahrsitutationen angepasst werden. Beispielsweise kann bei einer Autobahnfahrt eine andere Kennlinie vorgesehen sein, als bei einer Fahrt in einer Stadt oder bei einer Bergabfahrt im Gebirge.

Gemäß den Ansprüchen 9 und 10 lässt sich die bei vorliegendem Verschiebeweg aufzubringende Muskelkraft durch Einstellen der Relativauslenkung einstellen. Ebenso ist das Verhältnis von Aktuatorkraft zu Muskelkraft durch Einstellen der Relativauslenkung einstellbar.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Verstärkungsverhältnis, also ein

Verhältnis von Aktuatorkraft zu Muskelkraft und/oder der Zusammenhang zwischen Verschiebeweg und einzustellender Relativauslenkung in Abhängigkeit eine Geschwindigkeit und/oder einer Beschleunigung des Verstärkerkörpers und/oder des Eingangselements eingestellt wird. Mit Geschwindigkeit beziehungsweise Beschleunigung ist beispielsweise eine Betätigungsgeschwindigkeit beziehungsweise Betätigungsbeschleunigung gemeint. Dies ermöglicht das Vorsehen einer anderen Kennlinie beispielsweise bei sehr schneller Betätigung des Bremspedals in einer Notsituation um so eine erhöhte / insbesondere die maxi- male Bremskraft für die Bremsung zur Verfügung zu stellen. Zu Bestimmung der zum Betreiben des Bremskraftverstärkers notwendigen Größen wie Verschiebeweg, Relativauslenkung, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung ist vorgesehen Signale von geeigneten Sensoren zu verwenden. Dabei können die Sensoren diese Signale entweder direkt oder indirekt zur Ver- fügung stellen. Ebenso ist es möglich diese Signale in weiteren Ermittlungsschritten beispielsweise rechnerisch weiterzuverarbeiten.

Die Verwirklichung der Springer-Funktion ist auch möglich, wenn das Übertragungselement des Eingangselements keine Vorspannung aufweist (Anspruch 16). Die Erfindung beschränkt sich nicht auf Unterdruck- und elektromechanische Bremskraftverstärker, sondern sie erstreckt sich auf Bremskraftverstärker allgemein, unabhängig welcher Bauart sie sind. Insbesondere ist sie allerdings für einen elektromechanischen Bremskraftverstärker vorgesehen, also für einen Bremskraftverstärker, der einen elektromechanischen Aktuator aufweist.

Durch die genannten Ansprüche ist die bereits weiter vorn angesprochene Springer-Funktion darstellbar, die auch als „Jump in" bezeichnet wird. Der erste Betriebsmodus ist hierbei mit der Springer-Funktion zu identifizieren. Bei niedriger Bremskraft einer Fahrzeugbremsanlage wird dabei die auf beispielsweise einen Hauptbremszylinder ausgeübte Betätigungskraft vollständig vom Aktuator des Bremskraftverstärkers aufgebracht. Genau genommen handelt es sich um eine

Fremdkraftbremsung ausschließlich durch die Aktuatorkraft, die eine Fremdkraft ist, ohne Muskelkraft eines Fahrzeugführers. Mit Bremskraft ist die Radbremskraft der Fahrzeugräder gemeint. Niedrig ist im Verhältnis zur maximalen Bremskraft bei Radschlupf zu verstehen. Zur Charakterisierung einer niedrigen Brems- kraft kann bei einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage der Radbremsdruck in

Radbremszylindern herangezogen werden. Bei einer niedrigen Bremskraft ist der Radbremsdruck beispielsweise nicht größer als etwa 15 bar. Die Steuerung des Bremskraftverstärkers erfolgt insbesondere weggesteuert in Abhängigkeit von einem Pedalweg, wobei die niedrige Bremskraft auch durch einen im Verhältnis zu einem maximalen Pedalweg kurzen Pedalweg charakterisiert sein kann. Ein erfindungsgemäßes Betreiben herkömmlicher Bremskraftverstärker ist nicht ausgeschlossen. Herkömmliche Bremskraftverstärker sind beispielsweise Unterdruck-Bremskraftverstärker oder elektromechanische Bremskraftverstärker mit einer elastischen Reaktionsscheibe als verformbares Übertragungselement, das sowohl die von einem Fahrzeugführer auf das Eingangselement des Bremskraftverstärkers ausgeübte Muskelkraft als auch die Aktuatorkraft des Aktuators auf das Ausgangselement des Bremskraftverstärkers überträgt. Vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Betreiben des Bremskraftverstärkers wegen der voneinander unabhängigen Einkopplung der Aktuatorkraft und der Muskelkraft. Hier führt die

Erhöhung der Aktuatorkraft nicht zwingend zu einer Rückwirkung auf die Muskelkraft. Bei einem elektromechanischen Bremskraftverstärker mit einer Reaktionsscheibe wird diese von der Aktuatorkraft zusammengedrückt und verformt sich deswegen in ihrer Mitte elastisch zurück in Richtung des Eingangselements des Bremskraftverstärkers. Durch die Verformung übt die Reaktionsscheibe eine

Kraft auf das Eingangselement aus, die einer Betätigungsrichtung entgegengerichtet ist und die durch Muskelkraft vom Fahrzeugführer ausgeglichen werden muss. Eine Bremsbetätigung ausschließlich durch die Aktuatorkraft ist deswegen bei einem elektromechanischen Bremskraftverstärker mit einer Reaktionsscheibe nicht oder nur begrenzt möglich.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. Die beiden Figuren zeigen Achsschnitte zweier Ausführungsformen erfindungsgemäßer Bremskraftverstärker. Die Zeichnung ist als schematisierte und vereinfachte Darstellung zum Verständnis und zur Erläuterung der Erfindung zu verstehen.

Ausführungsformen der Erfindung

Der in Figur 1 dargestellte, erfindungsgemäße Bremskraftverstärker 1 ist ein elektromechanischer Bremskraftverstärker 1 mit einem noch zu erläuternden elektromechanischen Aktuator 2 und einer Kolbenstange 3, die allgemein auch als Muskelkraft betätigbares Eingangselement 4 aufgefasst werden kann. Die

Kolbenstange 3 ist gelenkig mit einem Bremspedal 5 verbunden. Des weiteren weist der Bremskraftverstärker 1 ein Ausgangselement 6 mit einem kolbenförmigen Fuß und einer Druckstange 7 auf, mit der in an sich bekannter Weise ein nicht dargestellter Primär- oder Stangenkolben eines ebenfalls nicht dargestellten hydraulischen Hauptbremszylinders einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage mit einer Betätigungskraft beaufschlagbar ist. Zwischen dem Ausgangselement 6 und der Kolbenstange 3 ist ein gummielastisches, bolzenförmiges Übertragungselement 8 angeordnet. Über das Übertragungselement 8 ist eine Muskelkraft, die mit dem Bremspedal 5 auf die Kolben- stange 3 ausgeübt wird, auf das Ausgangselement 6 des Bremskraftverstärkers

1 übertragbar. Das Übertragungselement 8, das elastische und dämpfende Eigenschaften aufweist, kann aus Gummi oder einem gummielastischen Kunststoff bestehen.

Der Aktuator 2 weist einen Verstärkerkörper 9 auf, der in der dargestellten Ausführungsform zylindrisch ist und ein axiales Durchgangsloch 10 aufweist, in dem die Kolbenstange 3 axial verschieblich aufgenommen ist. Ebenfalls ist das Übertragungselement 8 der Kolbenstange 3 axial verschieblich im Durchgangsloch 10 des Verstärkerkörpers 9 aufgenommen, wobei das Durchgangsloch 10 des Ver- Stärkerkörpers 9 zusätzlich wie eine Art Fassung oder Ummantelung des Übertragungselements 8 wirkt und dessen radiale Ausdehnung bei einer axialen Kraftbeaufschlagung begrenzt.

Das Übertragungselement 8 ist etwas kürzer als der Abstand zwischen der KoI- benstange 3 und dem Ausgangselement 6, wenn sich der Bremskraftverstärker 1 in der dargestellten, nicht betätigten Grundstellung befindet. Dadurch weisen die Kolbenstange 3 und das Bremspedal 5 einen Leerweg I auf, um den sie sich bewegen lassen, bevor die Kolbenstange 3 über das Übertragungselement 8 die Muskelkraft auf das Ausgangselement 6 des Bremskraftverstärkers 1 überträgt.

Das Durchgangsloch 10 des Verstärkerkörpers 9 mündet in eine zylindrische An- senkung 11 , die einen größeren Durchmesser als das Durchgangsloch 10 aufweist und in der das Ausgangselement 6 axial verschieblich aufgenommen ist. Zwischen dem Ausgangselement 6 und einem Grund 12 der Ansenkung 11 ist ein gummielastisches Übertragungselement 13 angeordnet, das in der dargestellten Ausführungsform der Erfindung ringförmig ist und das Übertragungselement 8 der Kolbenstange 3 konzentrisch umschließt. Das ringförmige Übertragungselement 13 des Aktuators 2 überträgt eine Aktuatorkraft vom Verstärkerkörper 9 auf das Ausgangselement 6. Das ringförmige Übertragungselement 13 weist ebenfalls elastische und dämpfende Eigenschaften auf und kann aus

Gummi oder einem gummielastischen Kunststoff bestehen. Der Verstärkerkörper 9 ist wie die Kolbenstange 3 und das Ausgangselement 6 axial verschiebbar, was in der Zeichnung symbolisch durch eine Wälzlagerung an der Unterseite des Verstärkerkörpers 9 dargestellt ist.

Zum Antrieb weist der Aktuator 2 einen Elektromotor 14 auf, mit dem über ein Zahnrand 15 der Verstärkerkörper 9 in axialer Richtung antreibbar ist. Das Zahnrad 15 kämmt mit einer Zahnstange 16 des Verstärkerkörpers 9. Dem Zahnrad 15 und dem Elektromotor 14 kann ein nicht dargestelltes Untersetzungsgetriebe zwischengeschaltet sein. Anstelle eines elektromotorischen Antriebs kann der e- lektromechanische Aktuator 2 beispielsweise auch einen elektromagnetischen Antrieb oder einen Linearmotor aufweisen (nicht dargestellt). Ein elektromecha- nischer Aktuator 2 ist zwar bevorzugt, allerdings nicht zwingend, denkbar sind auch ein pneumatischer Unterdruck- oder Druck- bzw. Überdruck-Aktuator oder ein hydraulischer Aktuator. Die Aufzählung ist nicht abschließend.

Der elektromechanische Bremskraftverstärker 1 weist einen Wegsensor 17, mit dem eine Verschiebung und damit auch eine Geschwindigkeit und eine Beschleunigung des Verstärkerkörpers 9, und einen Positionssensor 18, mit dem eine Relativbewegung, also eine Verschiebung der Kolbenstange 3 gegenüber dem Verstärkerkörper 9, messbar sind.

Ein elastisches Übertragungselement 13 zwischen dem Verstärkerkörper 9 und dem Ausgangselement 6 zur Übertragung der Aktuatorkraft ist nicht zwingend, es ist auch eine starre Ankopplung des Ausgangselements 6 an den Aktuator 2 möglich, beispielsweise durch eine unmittelbare Anlage des Ausgangselements 6 am Grund 12 der Ansenkung 11 des Verstärkerkörpers 9 oder durch Zwischenlage eines starren Rings beispielsweise aus Stahl zwischen dem Ausgangselement 6 und dem Grund 12 der Ansenkung 11 (nicht dargestellt). Der Verstärker- körper 9, der Elektromotor 14 und das mit der Zahnstange 16 des Verstärkerkörpers 9 kämmende Zahnrad 15 bilden den elektromechanischen Aktuator 2 des Bremskraftverstärkers 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Bremskraftverstärker 1 aus Figur 2 sind im Ver- gleich mit Figur 1 die beiden Übertragungselemente 8, 13 ersetzt, und zwar das

Übertragungselement 8 der Pedalstange 3 durch ein Federelement 19 und das ringförmige Übertragungselement 13 des Aktuators 2 durch eine Anzahl Federelemente 20, die auf einem gedachten konzentrischen Kreis um das Federelement 19 der Pedalstange 3 herum angeordnet sind. Den Federelementen 20 des Aktuators 2 sind Dämpfer 21 zugeordnet, die mechanisch parallel wirkend ange- ordnet sind. Die Federelemente 19, 20 sind in der dargestellten Ausführungsform

Schraubendruckfedern. Das Federelement 19 der Kolbenstange 3 bildet deren elastisches Übertragungselement 8, die Federelemente 20 und Dämpfer 21 des Aktuators 2 bilden dessen federndes und dämpfendes Übertragungselement 13. Im übrigen ist der Bremskraftverstärker 1 aus Figur 2 übereinstimmend mit dem- jenigen aus Figur 1 ausgebildet und funktioniert in gleicher weise. Gleiche Teile weisen in beiden Figuren gleiche Bezugszahlen auf. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird zur Erläuterung der Figur 2 auf die Ausführungen zu Figur 1 verwiesen. Zu einer Bremsbetätigung wird wie üblich das Bremspedal 5 niedergetreten um dadurch eine Muskelkraft über die Kolbenstange 3 und ihr gummielastisches

Übertragungselement 8 auf das Ausgangselement 6 zu übertragen, welches mit seiner Druckstange 7 den nicht dargestellten Kolben des Hauptbremszylinders beaufschlagt. Eine nicht dargestellte elektronische Regelung bestromt den Elektromotor 14 des Aktuators 2 so, dass sich der Verstärkerkörper 9 ebenfalls in Richtung des Ausgangselements 6 bewegt. Über sein Übertragungselement 13 übt er eine Aktuatorkraft auf das Ausgangselement 6 aus. Die von der Kolbenstange 3 ausgeübte Muskelkraft und die vom Verstärkerkörper 9 ausgeübte Aktuatorkraft werden mechanisch mit dem Ausgangselement 6 summiert und bilden die Betätigungskraft, welche über die Druckstange 7 den Kolben des Haupt- bremszylinders beaufschlagt. Geregelt wird die Relativbewegung der Kolbenstange 3 gegenüber dem Verstärkerkörper 9, also eine Verschiebung der Kolbenstange 3 gegenüber dem Verstärkerkörper 9, die mit dem Positionssensor 18 gemessen wird.

Die Relativbewegung kann auf „0" geregelt werden, d.h. so, dass sich der Verstärkerkörper 9 synchron mit der Kolbenstange 3 mitbewegt. Auch ist die Regelung eines Vorlaufs oder eines Nachlaufs des Verstärkerkörpers 9 gegenüber der Kolbenstange 3 möglich, d.h. dass sich der Verstärkerkörper 9 weiter oder weniger weiter verschiebt als die Kolbenstange 3. Durch das Betreiben des Bremskraftverstärkers anhand der Verschiebung von Verstärkerkörper 9 und Kolbenstange 3 und unter Ausnutzen des Leerwegs I können zwei Betriebsmodi des Bremskraftverstärkers realisiert werden.

In einem ersten Betriebsmodus kann vorgesehen sein, den Bremskraftverstärker derart zu betreiben, dass der Leerweg I nicht überwunden wird. Dies ist möglich indem bei der Regelung des Bremskraftverstärkers immer eine Verschiebung des Verstärkerkörpers 9 in Bezug auf die Kolbenstange 3 eingestellt wird, und somit die Kolbenstange 3 nicht zur Anlage an das elastische Element 8, 19 kommt. Dazu kann eine feste Verschiebung des Verstärkerkörpers 9 in Bezug auf die Kolbenstange 3 eingestellt werden, insbesondere eine Verschiebung von Null.

In diesem Betriebsmodus ist die sog. Springer-Funktion (auch „Jump-in" genannt) realisiert. So kann durch die Regelung, beispielsweise zu Beginn einer Bremsbetätigung, also am Anfang der Verschiebung der Kolbenstange 3, eine

Betätigungskraft im wesentlichen nur mit dem Aktuator 2 erzeugt werden. Die auf das Bremspedal 5 ausgeübte Muskelkraft ist näherungsweise konstant und niedrig. Die Aktuatorkraft wird in Abhängigkeit von der Verschiebung der Kolbenstange 3 geregelt. Die Verwirklichung der Springer-Funkuntion ist auch ohne den Leerweg I möglich, wenn das Übertragungselement 8 der das Eingangselement

4 bildenden Kolbenstange 3 keine oder eine allenfalls geringe Vorspannung aufweist.

In einem zweiten Betriebsmodus kann vorgesehen sein, den Bremskraftverstär- ker derart zu betreiben, das der Leerweg I überwunden ist. Die geschieht durch

Einstellen einer Verschiebung von Eingangselement 3 zu Verstärkerkörper 9 so dass der Leerweg überwunden ist. In diesem zweiten Betriebsmodus wird die Betätigungskraft durch den Aktuator 2 sowie durch den Fahrer per Muskelkraft aufgebracht. Im zweiten Betriebsmodus wird der Bremskraftverstärker anhand eines vorgegebenen Zusammenhangs zwischen der einzustellenden Verschiebung x und der Position des Verstärkerkörpers s betrieben. Dieser Zusammenhang kann in Form einer Kennlinie im Fahrzeug hinterlegt sein.

In beiden Betriebsmodi kann die Regelung in Abhängigkeit vom Verschiebeweg des Verstärkerkörpers 9, also in Abhängigkeit von dessen Position, seiner Ge- schwindigkeit und/oder Beschleunigung geregelt werden. Anstelle der Verschiebung des Verstärkerkörpers 9 des Aktuators 2 ist auch eine Messung der Verschiebung der Kolbenstange 3 möglich (nicht dargestellt).

Der Verstärkungsfaktor des Bremskraftverstärkers 1 , also das Verhältnis von Ak- tuatorkraft zu Muskelkraft, lässt sich in einem weiten Bereich frei einstellen und zwar insbesondere auch in Abhängigkeit des Verschiebewegs, also der Position, der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung des Verstärkerkörpers 9 bzw. der Pedalstange 3. Die Verstärkung kann also bei einer schnellen Pedalbetäti- gung eine andere als bei einer langsamen Pedalbetätigung sein. Das Einstellen des Verstärkungsfaktors erfolgt durch Einstellen der jeweiligen Verschiebung x bei vorliegender Position s des Verstärkerkörpers 9, beziehungsweise bei vorliegender Position der Pedalstange 3. Geht man beispielsweise von einer linearen Feder als Übertragungselement 8, 19 aus, so wird deutlich, dass über die Ver- Schiebung x der Kraftanteil des Fahrers eingestellt werden kann. Die Feder stützt sich dabei am Hauptbremszylinder ab. Je weiter der Bremskraftverstärker den Fahrer in die beispielhafte Feder 8, 19 eintreten lässt, desto größer wird die benötigte Kraft des Fahrers. Wie weit der Fahrer in die Feder eintritt lässt sich durch Einstellen der Verschiebung x festlegen. Da sich die Feder dabei am Haupt- bremszylinder abstützt steigt der Fahreranteil an der Bremsung und die Verstärkung sinkt. Sorgt der Verstärker dafür, dass die Verschiebung x kleiner wird, so muss der Fahrer die Feder nicht so weit komprimieren und die spürbare Kraft für den Fahrer wird kleiner. Der Verstärkungsfaktor ergibt sich somit durch die bereits genannte Kennlinie welche die einzustellende Verschiebung x mit der Posi- tion des Verstärkerkörpers s verknüpft. Implizit kann der Verstärkungsfaktor somit von der Betätigungspositon abhängen, bzw. mit dieser variieren. Ebenso kann die bei vorliegender Position s des Verstärkerkörpers 9, beziehungsweise bei vorliegender Position der Pedalstange 3 aufzubringende Muskelkraft des Fahrers durch Einstellen der Verschiebung x eingestellt werden. Wieder ausgehend von einer linearen Feder 8,19, ist ersichtlich, dass durch Einstellen der Verschiebung x durch den Bremskraftverstärker die Fußkraft des Fahrers eingestellt werden kann. Vorteilhafterweise wird dies als Funktion des Betätigungswegs eingestellt.

Die Regelung des Bremskraftverstärkers kann ebenso anhand einer Kennlinie geschehen, die den Zusammenhang zwischen einzustellender Verschiebung x und der Position der Pedalstange 3 beschreibt, was hier aber nicht näher ausgeführt wird.

Beide Betriebsmodi können für sich alleine, oder auch in Kombination miteinan- der zum Betreiben des Bremskraftverstärkers bei einer Bremsbetätigung genutzt werden. Sie müssen nicht zwangsläufig hintereinander ausgeführt werden.

Zur Darstellung einer Verstärkerkennlinie und damit verbunden eines Pedalgefühls kann jedoch der Bremskraftverstärker zuerst im ersten Betriebsmodus be- trieben werden und darauf folgend im zweiten Betriebsmodus. Der Übergang zwischen erstem und zweitem Betriebsmodus kann von dem im Bremssystem vorliegenden Druck, von der Verschiebung s des Verstärkerkörpers 9 und/oder von der Verschiebung des Eingangselements 3 abhängen und somit anhand dieser Größen eingestellt werden.

Eine Änderung einer solchen Verstärkerkennlinie auf Wunsch eines Fahrzeugführers ist möglich, beispielsweise kann der Fahrzeugführer zwischen verschiedenen Modi wählen, beispielsweise zwischen einem Normal- und einem Sportmodus umschalten. Ebenso ist es möglich, die Verstärkerkennlinie anhand von Umgebungsbedingungen des Fahrzeugs und/oder Fahrsituationen auszuwählen.

Die Auswahl einer Kennlinie muss sich nicht auf beide Betriebsmodi beziehen. Es ist ebenso möglich nur die Kennlinie im zweiten Betriebsmodus zu verändern und das Verstärkerverhalten im ersten Betriebsmodus, gegebenenfalls samt Übergangspunkt zum zweiten Betriebsmodus, unverändert zu lassen.

Eine Hilfsbremsung bei Ausfall des Aktuators 2 ist per Muskelkraft durch Niedertreten des Bremspedals 5 möglich. Die Muskelkraft wird über die Kolbenstange 3 und das Übertragungselement 8 auf das Ausgangselement 6 übertagen. Der Ak- tuator 2 wird bei der Hilfsbremsung nicht mitbewegt, es muss deswegen keine

Muskelkraft zu seiner Bewegung aufgebracht werden.