CN107428321A - 用于模拟在车辆的操纵元件上的力的装置，尤其踏板力模拟器类型的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于模拟在车辆的操纵元件上的力的装置，尤其是踏板力模拟器(1)，具有活塞(3)，该活塞通过活塞杆(3.1)与操纵元件(优选是踏板)连接，该操纵元件在操纵时使活塞(3)在缸体(2)内逆着回位弹簧(4)的弹簧力在轴向上运动，其中，根据第一发明变型至少区域地在相对彼此可轴向运动的部件(3、5和2、6)之间在所述部件的接触区域上布置基体结构(10)，该基体结构用润滑剂浸润。替代地，根据第二发明变型，彼此相对可运动的部件位于缸(2)的压力空间内部的油浴(S)中。

Description

用于模拟在车辆的操纵元件上的力的装置，尤其踏板力模拟 器类型的装置

技术领域

本发明涉及一种用于模拟在车辆的操纵元件上的力的装置，尤其是踏板力模拟器，其中，活塞通过活塞杆与操纵元件连接，该操纵元件使活塞在缸内在轴向上运动。

背景技术

在机动车中设备，例如离合器、制动器等等，借助踏板用脚操纵。为此，踏板例如以能摆动的方式铰接在踏板座上，其中，通过操纵踏板例如通过鲍登拉线(Bowdenzug)来操纵液压线路或类似的设备。在此，典型的回位力作用到踏板上，该回位力使操作者更容易操纵。

也已知操纵系统，在所述操纵系统中，在踏板和设备之间不再设置直接的机械连接，而是在踏板上设置传感器，该传感器识别踏板的操纵，并且致动器相应地进行设备的操纵。这样的装置在离合器的操纵中例如被称为“线控离合器(clutch-by-wire)”。这样的装置例如也已知用于制动踏板或者油门踏板。

在此，对操作者不利的是，作用到踏板上的回位力不再原本地由设备引起，因为由此不再存在操作者所期望的回位力，并且出现操作者的不习惯的操纵。因此，已经已知踏板力模拟装置，该踏板力模拟装置应作用在踏板上并且导致更真实的或习惯的回位力。

在已知的这种类型的系统中，在踏板力模拟器中通过弹簧力和活塞或者说滑杆来模拟踏板力特征曲线。

由DE 10 2011 016 239 A1例如已知用于具有电子信号传递装置的车辆制动设备的踏板力模拟器，在该车辆制动设备中，尤其借助电子液压系统或者电子机械系统，进行与车辆驾驶员的脚力有关的制动力矩的操控，其中，踏板力模拟器生成车辆驾驶员习惯的制动感。踏板力模拟器包括气动工作的活塞缸单元，其活塞限界具有可操控阀的压缩室并且逆着压缩方向借助至少一个第一弹簧元件使活塞负载以一个力，以及通过活塞杆与车辆制动踏板这样作用连接：使得在操纵车辆制动踏板期间，活塞杆经历相对于活塞缸单元的角度改变。这种角度上可运动性对踏板力模拟器的结构提出很高的要求。

在文献DE 10 2008 061 569 A1中说明了具有分离单元和由操纵单元操纵的加载单元的离合器操纵系统，所述加载单元用于通过具有补偿装置的力传递单元来加载所述分离单元，所述补偿装置用于实现预定的操纵力特征曲线。在此，结合使用建议的补偿装置能够设置使用具有(与操纵装置连接的)主动缸的静液压离合器分离单元，该主动缸借助作为力传递单元构型的压力管路加载从动缸，其中，操纵装置是围绕旋转点能够转动的离合器踏板。

为了补偿力峰值并且使在操纵行程上的力走势平滑，在操纵单元和壳体固定的支撑点之间直接设置补偿装置，例如在车辆车身的前围板上、框架部件上或者在主动缸壳体上。加载装置以主动缸、活塞杆和活塞的形式构造。主动缸在其外周缘上具有至少一个成型件，在该成型件上，支架件借助滚子滚动。加载活塞的并且与离合器踏板以能转动的方式连接的活塞杆被接收在与支架件相同的接收部上。

还没有公开的在DE 10 2013 226 307中说明的解决方案公开了一种踏板力模拟装置，具有能够逆着力存储装置的回位力移位的输入元件，其中，进一步设置具有变化轮廓的元件，预紧的臂支撑在该元件上，并且附加力施加到输入元件上。在此示出，由于在所述具有变化轮廓的元件和所述臂之间的摩擦而出现磨损，所述磨损在装置的使用寿命期间影响附加力。

已知的解决方案的决定性缺点在于，上述技术在没有被润滑的情况下不能在使用寿命期间正常运转，但不能提供合适的解决方案，用于实现相应润滑。

由文献DE 103 32 699 A1已知用于装配滑动轴承的方法，在该方法中，除了轴承以外也将润滑剂存储装置装入到轴承盖中，该润滑剂存储装置例如能够是浸油的毡或者用油浸润的基体结构。油通过毛细效应输出。对离合器操纵系统的应用不是已知的。

此外，自几十年以来已知毡笔，用作书写或绘画器具或者说用作永久标记工具。所述毡笔包含由聚酯纤维或其它纤维材料制成的芯，其通过蘸满墨水而均匀地用墨水完全浸润。在压到一表面上时颜料输出到该表面上。

这两个前述的解决方案涉及完全不同的其它应用领域。

发明内容

因此，本发明基于下述任务，研发一种用于模拟在车辆的操纵元件上的力的装置，尤其是踏板力模拟器，在所述装置中集成简单的和实用的润滑装置。

根据本发明，该任务由此解决：用于模拟在车辆的操纵元件上的力的装置，尤其是踏板力模拟器，具有活塞，该活塞通过活塞杆与操纵元件连接，该操纵元件使活塞在缸内在轴向上运动，其中，在操纵活塞时，用润滑介质加载在壳体内相对地在轴向上能彼此运动的部件。

为此，在第一变型中至少区域地在相对彼此能轴向运动的部件之间在所述部件的接触区域上布置基体结构，该基体结构用润滑剂浸润。

该基体结构以过盈配合安装到滑杆中，并且在操纵活塞时由滑杆接触。在此，(类似荧光笔Textmarker)通过加载以压力，呈润滑介质形式的流体发散到活塞上，该活塞能够实施为滑杆，使得滑杆在每个行程时用油滋润，并且由此提高使用寿命。

如果在可运动的部件(呈活塞形式，该活塞也能够滑杆状地构型)和元件(活塞在操纵时浸入该元件中)之间布置有这样的基体结构，那么在活塞和基体结构之间的径向压力加载时，润滑剂到达活塞/滑杆上。在此，作为存储装置的基体结构也能够从槽口(活塞/滑杆配合到该槽口中)中脱离出来并且例如包围构件或者说插入件(活塞/滑杆配合到该插入件中)，使得由于毛细效果确保在长的时间段上的润滑剂供应。

第二变型使相对彼此能轴向运动的部件位于油浴中，其中，滑杆与所配属的支承装置在接合状态中位于油位以上，并且在操纵活塞时所述活塞压缩压力空间，由此使油位升高超过滑杆和其支承装置，并且在此，润滑滑杆和支承装置。由此，在每次操纵时，滑杆的支承装置和滑杆本身用油来滋润和润滑。通过借助活塞压缩压力空间提高系统内的空气压力，其中，如果不希望这样，则能够借助排气孔来避免。在此，借助密封装置实现活塞相对壳体的密封，优选标准O型圈，该O型圈密封出现的泄漏。

踏板力模拟器尤其用于线控离合器系统，在该线控离合器系统中，模拟器应在其整个使用寿命上均匀地被润滑。为此，第一变型以用润滑介质浸透的基体结构(优选地是用润滑介质浸润的毛毡或织物)集成到踏板力模拟器中，该基体结构在模拟操纵或者说在操纵踏板力模拟器的活塞时接触活塞，该活塞也能够构造为滑杆，由此，滑杆(活塞)在每次行程或者说回程时再次用油滋润。此外，设置具有油浴的变型，该油浴通过减小壳体内部的体积使油位升高超过支承装置并且这样润滑所述支承装置。

附图说明

以下根据实施例和附图详细地阐述本发明。其示出：

图1根据现有技术的用于模拟踏板力的装置的示意性视图；

图2根据本发明的用于模拟踏板力的装置的变型；

图3另一根据本发明的用于模拟踏板力的装置的变型；

图4带油位的用于模拟踏板力的装置的示意性视图；

图5操纵带油位的用于模拟踏板力的装置的示意性视图。

具体实施方式

图1示出根据现有技术的踏板力模拟装置1，具有柱形壳体2和在壳体2内在操纵活塞杆3.1时能够在轴向上移动的活塞3。能够逆着回位弹簧4(构造为压力弹簧)的回位力操纵该活塞3，其中，回位弹簧4支撑在壳体和活塞3上。

在活塞3上布置有滑杆构件5，该滑杆构件具有在其纵向延伸部上变化的外轮廓并且优选地固定在所述活塞上或者与所述活塞构造为一体。滑杆构件5的宽度或者说直径在这里在两个端部5.1、5.2处小于在中间位置。两个臂6支撑在滑杆构件5的外轮廓上，所述两个臂施加力到滑杆构件5上，该力由在臂和外轮廓之间的角度在接触点中合成。由于臂6支撑在滑杆构件5的外轮廓上而产生附加力，该附加力作用到活塞上，用于调整回位弹簧的力。由摩擦造成构件相应的磨损。

在这样的线控离合器系统(Clutch-by-Wire-System)中，机械调整信号在操纵离合器时转化为电调整信号(没有示出用于此的部件)并且传递给控制器具，该控制器具纯电地操控所配属的系统部件。

在已知系统中不利的是，不存在润滑，由此限制了使用寿命。

由图2可见第一变型和在图2中根据本发明的踏板力模拟器1的第二变型。在两个变型中同样存在柱形壳体2，在该壳体中活塞3以能在轴向上移动的方式被支承。在活塞3上衔接有活塞杆3.1，该活塞杆借助压力杆3.2与没有示出的操纵元件连接。在活塞3和壳体2之间，回位弹簧4支撑在壳体内，逆着该回位弹簧能够借助操纵元件操纵活塞3。在活塞3上与活塞杆3.1对置地布置沿着纵轴线A延伸的滑杆构件5，所述滑杆构件的端部5.1、5.2与没有标记的变粗的中间区域相比逐渐变细。活塞4和滑杆构件5处于未被操纵的初始位置，在该初始位置中，滑杆构件5借助其与活塞4相背离的端部5.2配合在两个沿着纵轴线A延伸的彼此隔开间距的臂6之间，所述臂6设置在插入件7上。因此，在两个臂之间构成第一狭槽状的槽口7.1。插入件7在与活塞3相背离的端部上固定在贴靠在底部2.1上的固定件8中，在这里螺纹拧入到具有内螺纹的环形的固定件8中。在臂6的指向活塞3方向上的端部上安装有滚动体9，所述滚动体贴靠在滑杆构件5的外轮廓的相互对置的区域上。附加的弹簧元件4.1布置在槽口7.1内，滑杆构件5借助其在端部5.2上的端面逆着该附加的弹簧元件作用。

在变型1中，呈用油浸润的载体毛毡形式的基体结构10在狭槽状槽口7.1中配合到在臂6的内侧和弹簧元件4.1的外轮廓之间，该载体毛毡向外围绕臂6的外轮廓延伸并且构成润滑剂储存装置。

在变型2中，笔芯状的由聚酯纤维或其它纤维材料制的基体结构10同样在狭槽状的槽口7.1中配合到在臂6的内侧和弹簧元件4.1的外轮廓之间，该纤维材料用油浸润。在轴向上延伸的第二槽口7.2衔接到槽口7.1上，基体结构10配合到该第二槽口中。基体结构10具有中心槽口，销11位于该中心槽口中，所述销支撑在壳体2的底部2.1上并且在所述销上支撑有弹簧元件4.1。因此，基体结构10以空心笔芯的类型构型，该基体结构在没有标记的纵向槽口中接收销11和弹簧元件4.1。

如果在操纵未示出的操纵元件时，活塞3逆着回位弹簧4的力从在图2和3中示出的位置沿到壳体2的底部2.1的方向运动，那么滑杆5继续进入到槽口7.1中，其中，滚动体9在滑杆5的外轮廓上滚动并且将臂6相互压开。所述滑杆5与基体结构10接触，由此施加压力到基体结构10上并且从基体结构输出润滑介质，优选输出油(类似于如果施加压力到毡笔上，那么颜料从毡笔中输出)，这显著减少在踏板力模拟器1内的磨损。

润滑的另一变型在图4和5中示出。结构和构件相应于图1，然而，踏板力模拟装置1此外具有带有油位S的油浴。该油位S在未操纵活塞时位于滑杆构件5和叉形的插入件7的臂6以下。在臂6的指到壳体2中的端部上设置支承装置，优选地设置滚动支承装置，滑杆构件5.2的端部支撑在该支承装置中。滑杆构件5以板簧的形式构型，并且借助滑杆构件5弯曲(auslenken)，所述滑杆构件是成型活塞。在此，滚动支承装置5.3沿着成型活塞5运动。如果踏板力模拟装置1被分离，那么活塞3移动并且压缩回位弹簧4和在壳体2中的体积。在此，通过减小壳体2中的体积使油位升高到一高度，使得根据图5滚动支承装置5.3被油位超过并且被滋润。在减小壳体2中的体积时，升高的空气压力能够支持回位弹簧4，或借助未示出的排气阀来避免。会导致漏油的全部缝隙借助在活塞3上的密封件来防止。

首次实现简单的、价格便宜和实用的用于线控离合器系统的踏板力模拟器的解决方案，在线控离合器系统中，模拟器能够在整个使用寿命期间均匀地被润滑，这通过用润滑介质浸润的基体结构或者通过使用的油位来实现，借助基体结构或油位，在操纵踏板力模拟器时，构件与基体结构或油接触，由此，滑杆5在每次行程/回程时再次用油滋润。

附图标记列表

1 踏板力模拟装置

2 壳体

3 活塞

3.1 活塞杆

3.2 压力杆

4 回位弹簧

4.1 弹簧元件

5 滑杆构件

5.1、5.2 滑杆构件的端部

5.3 支承装置、滚动支承装置

6 臂

7 插入件

7.1 第一槽口

7.2 第二槽口

8 固定件

9 滚动体

10 基体结构

11 销

A 纵轴线

S 油位

Claims (10)

1.用于模拟在车辆的操纵元件上的力的装置，尤其是踏板力模拟器(1)，具有活塞(3)，所述活塞通过活塞杆(3.1)与所述操纵元件连接，所述操纵元件在操纵时使所述活塞(3)在柱形壳体(2)内逆着回位弹簧(4)的弹簧力在轴向上运动，其特征在于，在操纵所述活塞时，在所述壳体(2)内的相对地在轴向上能彼此运动的部件被加载以润滑介质。

2.按照权利要求1所述的用于模拟在车辆的操纵元件上的力的装置，其特征在于，在相对彼此能轴向运动的部件之间在所述部件的接触区域上至少区域地布置有基体结构(10)，所述基体结构用润滑剂浸润。

3.按照权利要求1和2中任一项所述的装置，其特征在于，所述活塞以滑杆(5)的类型构造，或者滑杆(5)衔接到所述活塞上，并且所述基体结构(10)相对于所述滑杆(5)以过盈配合这样布置：所述基体结构在操纵所述活塞(3)时由滑杆(5)接触并且通过施加以压力而输出润滑介质。

4.按照权利要求1到3中任一项所述的装置，其特征在于，在所述壳体(2)中布置具有在轴向上延伸的第一槽口(7.1)的插入件(7)，基体材料(10)伸入到所述第一槽口中，并且所述滑杆(5)在轴向操纵时配合到所述第一槽口(7.1)中并且施加压力到所述基体材料(10)上。

5.按照权利要求1到4中任一项所述的装置，其特征在于，所述插入件(7)音叉状地构造并且具有两个在轴向上延伸的臂，所述第一槽口(7.1)在所述臂之间延伸，并且所述基体材料从所述第一槽口(7.1)伸出并且围着所述插入件(7)的外轮廓缠绕。

6.按照权利要求1到3中任一项所述的装置，其特征在于，所述基体材料(10)从所述第一槽口(7.1)伸出并且在衔接到所述第一槽口(7.1)上的第二槽口(7.2)中在轴向方向上延伸。

7.按照权利要求1到5中任一项所述的装置，其特征在于，所述基体材料(10)以载体毛毡或织物构件的形式构造，所述基体材料用润滑介质浸润。

8.按照权利要求1到6中任一项所述的装置，其特征在于，所述基体材料(10)用油浸润。

9.按照权利要求1所述的用于模拟在车辆的操纵元件上的力的装置，其特征在于，相对彼此能轴向运动的部件位于油浴中，其中，在接合状态中所述滑杆位于油位以上，并且在操纵所述活塞时，所述活塞压缩压力空间，由此所述油位(S)升高超过所述滑杆和所述滑杆的支承装置(5.3)并且在此润滑所述滑杆和所述支承装置。

10.按照权利要求9所述的装置，其特征在于，所述壳体(2)能够具有排气孔，所述排气孔在操纵所述活塞时避免空气压力升高。