DE10039670A1 - Pedal simulator for use with e.g. brake-by-wire vehicle braking systems, has return spring which exerts a restoring force on the pedal when operating the pedal, and a modeling device that influences the reaction behavior of the pedal - Google Patents
Pedal simulator for use with e.g. brake-by-wire vehicle braking systems, has return spring which exerts a restoring force on the pedal when operating the pedal, and a modeling device that influences the reaction behavior of the pedalInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Pedalsimulationsvorrichtung zum Simulieren des Rückwirkverhaltens eines Pedals, insbesondere eines Bremspedals, mit einem Zylinder, einem innerhalb des Zylinders verschieblich angeordneten Kolben, welcher in Wirk verbindung mit dem Pedal steht, einem elastischen Element, welches entgegen einer Betätigungsrichtung des Pedals eine Rückstellkraft auf das Pedal ausübt, sowie einer Modellierein richtung zum Beeinflussen des Rückwirkverhaltens des Pedals.The invention relates to a pedal simulation device for Simulate the feedback behavior of a pedal, in particular a brake pedal, with a cylinder, one inside the Cylinder slidably arranged piston, which in effect is connected to the pedal, an elastic element, which one against an operating direction of the pedal Restores force on the pedal, as well as a modeling Direction to influence the feedback behavior of the pedal.
Derartige Simulationsvorrichtungen werden insbesondere bei sogenannten Brake-by-wire-Fahrzeugbremsanlagen wie elektrohy draulischen Bremsanlagen oder elektromotorischen Bremsanlagen, bei denen im normalen Bremsanlagenbetrieb das Bremspedal von der Bremskrafterzeugung entkoppelt ist, verwendet, um dem Fahrer trotz der Kraftentkopplung das gewohnte Bremspedalgefühl zu vermitteln.Such simulation devices are used in particular so-called brake-by-wire vehicle brake systems such as elektrohy drastic braking systems or electromotive braking systems, where in normal brake system operation the brake pedal from the braking force generation is decoupled, used to the Driver, despite the decoupled power, the familiar brake pedal feeling to convey.
Solche Bremsanlagen weisen außer der Simulationsvorrichtung stets noch eine der Simulationsvorrichtung nachgeschaltete Bremskrafterzeugereinheit auf. Mittels geeigneter Sensoren werden betätigungsrelevante Größen wie die Betätigungskraft, der Betätigungsweg oder die Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals ermittelt und in einer elektronischen Steuerein richtung aufbereitet. Die elektronische Steuereinrichtung steuert daraufhin die Bremskrafterzeugereinheit an, welche einen dem Fahrerwunsch entsprechenden Bremskraftverlauf an den Radbremsen erzeugt.Such braking systems have in addition to the simulation device always one downstream of the simulation device Brake power generator unit. Using suitable sensors actuation-relevant variables such as the actuation force, the actuation path or the actuation speed of the Brake pedals determined and in an electronic control prepared direction. The electronic control device then controls the braking force generator unit, which a braking force curve corresponding to the driver's request Generated wheel brakes.
Bei herkömmlichen Simulationsvorrichtungen wirkt auf das Brems pedal die Rückstellkraft einer sich an der Fahrzeugkarosserie abstützenden Rückstellfeder. Derartige Simulationsvorrichtungen werden dem komplexen, bremspedalwegabhängigen Verlauf der Bremspedalgegenkraft bei Bremsanlagen ohne Simulationsvorrich tung jedoch nicht gerecht. Insbesondere die bei derartigen Bremsanlagen auftretende Hysterese der Bremspedalgegenkraft läßt sich durch eine Simulationsvorrichtung, welche lediglich eine Rückstellfeder umfaßt, nicht nachbilden.The brake acts on conventional simulation devices pedal the restoring force on the vehicle body supporting return spring. Such simulation devices become the complex, brake pedal path dependent course of the Brake pedal counterforce in brake systems without simulation device but not fair. In particular, those Brake system hysteresis of the brake pedal counterforce can by a simulation device, which only includes a return spring, do not reproduce.
Eine diesbezüglich verbesserte Simulationsvorrichtung für das Rückwirkverhalten eines Bremspedals ist aus der DE 196 38 102 als Teil einer elektronisch gesteuerten, hydraulischen Fahr zeugbremsanlage bekannt. Die Simulationsvorrichtung umfaßt einen Hauptbremszylinder, eine dem Hydraulikdruck aus dem Hauptbremszylinder entgegenwirkende Federanordnung, welche in einem weiteren Zylinder angeordnet ist, sowie eine Model liereinrichtung. Die Modelliereinrichtung ist in der Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder und der von dem weiteren Zylin der aufgenommenen Federanordnung angeordnet und umfaßt eine Reihe von Drosselventilen. Bei der aus der DE 196 38 102 be kannten Simulationsvorrichtung wird das Rückwirkverhalten des mit einem Kolben des Hauptbremszylinders gekoppelten Bremspe dals durch das Zusammenspiel der Rückstellfeder des Haupt bremszylinders, der Modelliereinrichtung sowie der in dem weiteren Zylinder aufgenommenen Federanordnung simuliert.An improved simulation device for this Reaction behavior of a brake pedal is from DE 196 38 102 as part of an electronically controlled, hydraulic driving brake system known. The simulation device comprises a master cylinder, the hydraulic pressure from the Brake master cylinder counteracting spring arrangement, which in another cylinder is arranged, as well as a model liereinrichtung. The modeling facility is in connection between the master cylinder and that of the other cylinder arranged the received spring assembly and includes a Series of throttle valves. In the case of DE 196 38 102 Known simulation device is the reaction behavior of with a piston of the brake master cylinder coupled brake dals through the interaction of the return spring of the main brake cylinder, the modeling device and in which simulated another cylinder recorded spring arrangement.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Simulationsvor richtung für das Rückwirkverhalten eines Bremspedals anzugeben, welche außer einer hohen Zuverlässigkeit einen einfachen Aufbau aufweist.The invention has for its object a simulation to specify the direction for the reaction behavior of a brake pedal, which besides high reliability a simple structure having.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Simulationsvorrichtung der eingangs geschilderten Art derart weitergebildet, daß der Zylinder, innerhalb dessen der mit dem Pedal in Wirkverbindung stehende Kolben angeordnet ist, ein Gas enthält, welches bei einer Betätigung des Pedals die Modelliereinrichtung durch strömt.To solve this problem, a simulation device is the trained in such a way that the Cylinder within which the pedal is operatively connected standing piston is arranged, contains a gas which at actuation of the pedal by the modeling device flows.
Bei einer Betätigung des Pedals wird somit zunächst das in dem Zylinder enthaltene Gas durch den verschieblich innerhalb des Zylinders angeordneten Kolben komprimiert. Folglich wirkt außer der Rückstellkraft des elastischen Elementes zusätzlich der pneumatische Rückwirkdruck des komprimierten Gases einer Bewegung des Pedals in Betätigungsrichtung entgegen. Aufgrund seiner Kompression durchströmt das Gas die Modelliereinrich tung, welche den Aufbau und zweckmäßigerweise auch den Abbau des pneumatischen Rückwirkdruckes beeinflußt. Durch das Zusam menspiel der Rückstellkraft des elastischen Elementes und des durch die Modelliereinrichtung beeinflußten Rückwirkdruckes des komprimierten Gases läßt sich das gewünschte Rückwirkverhalten des Pedals simulieren.When the pedal is actuated, this is initially in the Gas contained by the slidable cylinder within the Cylinder arranged pistons compressed. Consequently, works out the restoring force of the elastic element additionally the pneumatic reaction pressure of the compressed gas of a movement the pedal in the opposite direction. by virtue of its gas flows through the modeling device device, which the construction and expediently also the dismantling of the pneumatic reaction pressure. Through the Together the backlash of the elastic element and the influenced by the modeling device compressed gas can be the desired reaction behavior simulate the pedal.
Vorzugsweise ist die Simulationsvorrichtung derart ausgestal tet, daß bei einer Kompression des Gases das Gas aus dem Zylin der entweicht. Die Modelliereinrichtung kann dabei entweder innerhalb, außerhalb oder teils innerhalb und teils außerhalb des Zylinders angeordnet sein.The simulation device is preferably designed in this way tet that when the gas is compressed, the gas from the cylinder that escapes. The modeling device can either inside, outside or partly inside and partly outside of the cylinder.
Da die erfindungsgemäße Simulationsvorrichtung nicht mit Hy draulikflüssigkeit, sondern trocken, d. h. mit einem Gas arbei tet, entfällt das Vorsehen teurer und leckanfälliger Hydraulikkomponenten für die Simulationsvorrichtung. Weiterhin gestattet die Möglichkeit, den Zylinder mit Hilfe der Model liereinrichtung unmittelbar mit Atmosphärendruck zu verbinden, den Verzicht auf herkömmliche Reservoirs, wie sie im Stand der Technik zur Aufnahme der Hydraulikflüssigkeit eingesetzt wer den. Das Gas, in diesem Fall Luft, entweicht bei einer Betäti gung des Pedals durch die Modelliereinrichtung aus dem Zylinder in die Umgebungsatmosphäre und strömt beim Rückhub des Pedals wieder aus der Umgebungsatmosphäre durch die Modelliereinrich tung in den Zylinder.Since the simulation device according to the invention is not compatible with Hy draulic fluid, but dry, d. H. work with a gas provision, the provision is more expensive and more prone to leakage Hydraulic components for the simulation device. Farther allows the possibility of the cylinder with the help of the model connection device directly with atmospheric pressure, the abandonment of conventional reservoirs, as they are in the state of the Technology used to hold the hydraulic fluid the. The gas, in this case air, escapes on actuation the pedal through the modeling device from the cylinder into the surrounding atmosphere and flows when the pedal is returned again from the surrounding atmosphere by the modeling device tion in the cylinder.
Obwohl die erfindungsgemäße Simulationsvorrichtung ohne Reser voir für das Gas betrieben werden kann, ist es gleichfalls denkbar, ein solches Reservoir für das Gas vorzusehen. Die Modelliereinrichtung ist in diesem Fall vorzugsweise zwischen dem Zylinder und diesem Reservoir für das Gas angeordnet.Although the simulation device according to the invention has no reser voir for the gas can be operated, it is also conceivable to provide such a reservoir for the gas. The In this case, the modeling device is preferably between the cylinder and this reservoir for the gas.
Für die Modelliereinrichtung stehen viele mögliche Ausgestal tungen zur Verfügung. Wesentlich ist in jedem Fall, daß die Modelliereinrichtung in der Lage ist, den Druckaufbau bei einer Kompression des Gases zu beeinflussen.There are many possible configurations for the modeling device available. It is essential in any case that the Modeling device is able to build up pressure at a Influence compression of the gas.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Model liereinrichtung mindestens eine Drosseleinrichtung. Diese Drosseleinrichtung kann im einfachsten Fall als eine Quer schnittsverjüngung in einem Strömungspfad des Gases ausgestal tet sein. So ist es beispielsweise möglich, als Drosseleinrichtung eine Durchtrittsöffnung mit definiertem Querschnitt in einer Wand des Zylinders oder des Kolbens vorzu sehen.According to a preferred embodiment, the model comprises liereinrichtung at least one throttle device. This Throttle device can in the simplest case as a cross Sectional taper in a gas flow path be. For example, it is possible as Throttle device has a passage opening with a defined Cross section in a wall of the cylinder or the piston see.
Auch mehrteilige Drosseleinrichtungen sind denkbar. So kann die Drosseleinrichtung ein vorzugsweise starr mit dem Kolben gekop peltes, bewegliches Drosselelement sowie eine Durchtrittsöff nung für das Gas, in welche das Drosselelement infolge einer Betätigung des Pedals einzutauchen vermag, umfassen. Je nach Stellung des Drosselelementes bezüglich der Gasdurchtrittsöff nung erfolgt der Aufbau des Rückstelldruckes bei einer Kompres sion des Gases unterschiedlich schnell. Das mit dem Kolben gekoppelte Drosselelement kann entlang seiner axialen Erstrec kung einen veränderlichen Querschnitt aufweisen, so daß der freie Durchmesser der Gasdurchtrittsöffnung von der Stellung des Kolbens und damit vom Pedalweg abhängig ist. Die Gasdurch trittsöffnung kann in einer Wand des Zylinders und vorzugsweise in dessen Stirnseite ausgebildet sein.Multi-part throttle devices are also conceivable. So it can Throttle device a preferably rigidly coupled with the piston peltes, movable throttle element and a passage opening voltage for the gas into which the throttle element as a result of The pedal can be immersed. Depending on Position of the throttle element with respect to the gas passage opening The reset pressure is built up for a compress sion of the gas at different speeds. The one with the piston coupled throttle element can along its axial extent Kung have a variable cross-section, so that the free diameter of the gas passage opening from the position of the piston and thus depends on the pedal travel. The gas flow opening can be in a wall of the cylinder and preferably be formed in the end face.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorge sehen, daß die Modelliereinrichtung mindestens zwei Strömungs pfade umfaßt. Das in die Modelliereinrichtung von außen oder vom Zylinder eintretende Gas kann dann auf unterschiedlichen Wegen die Modelliereinrichtung passieren.In a preferred embodiment of the invention is pre see that the modeling device has at least two flow paths included. That in the modeling facility from the outside or Gas entering from the cylinder can then have different Because of the modeling facility happen.
In mindestens einem der Strömungspfade kann ein Rückschlagven til angeordnet sein, welches bei einer Betätigung des Pedals diesen Strömungspfad für das Gas sperrt. Weiterhin kann in mindestens einem weiteren der Strömungspfade ein Rückschlagven til angeordnet sein, welches bei einem Rückhub des Pedals diesen Strömungspfad für das Gas sperrt. Durch das Vorsehen von Rückschlagventilen ist es möglich, je nach Richtung, in welche das Gas die Modelliereinrichtung durchströmt, einen bestimmten Strömungspfad für das Gas freizugeben oder zu sperren.A non-return valve can occur in at least one of the flow paths til be arranged, which when the pedal is actuated blocks this flow path for the gas. Furthermore, in at least one other of the flow paths has a check valve til be arranged, which with a return stroke of the pedal blocks this flow path for the gas. By providing Check valves it is possible, depending on which direction the gas flows through the modeling device, a certain one To release or block the flow path for the gas.
Weiterhin kann die Modelliereinrichtung mindestens eine, bei spielsweise manuell oder elektrisch verstellbare Drosselein richtung umfassen. Eine verstellbare Drosseleinrichtung gestattet u. a. eine von Betriebsparametern des Fahrzeugs abhän gige Simulation des Rückwirkverhaltens des Pedals. So kann die Stellung der Drosseleinrichtung in Abhängigkeit von dem Betäti gungsweg, der Betätigungsgeschwindigkeit oder der Betätigungs kraft des Pedals beeinflußt werden. Auch eine Simulation des Rückwirkverhaltens in Abhängigkeit vom Beladungszustand des Fahrzeugs oder vom Zustand der Fahrzeugbremsen ist möglich.Furthermore, the modeling device can have at least one, for example, manually or electrically adjustable throttle direction. An adjustable throttle device allowed u. a. depend on the operating parameters of the vehicle simulation of the reaction behavior of the pedal. So it can Position of the throttle device depending on the actuator path, the actuation speed or the actuation be influenced by the pedal. Also a simulation of the Reaction behavior depending on the loading condition of the Vehicle or the condition of the vehicle brakes is possible.
Bei Verwendung einer elektrisch verstellbaren Drosseleinrich tung ist zweckmäßigerweise eine elektronische Steuereinrichtung für diese Drosseleinrichtung vorhanden. Mittels dieser Steuer einrichtung läßt sich die Stellung der Drosseleinrichtung beispielsweise in Abhängigkeit von einem Sensorsignal beein flussen.When using an electrically adjustable throttle device device is expediently an electronic control device available for this throttle device. By means of this tax device can be the position of the throttle device for example depending on a sensor signal influence.
Der mit dem Pedal in Wirkverbindung stehende Kolben kann einen sich in Betätigungsrichtung erstreckenden und starr mit dem Kolben gekoppelten Fortsatz aufweisen, der auf der dem Pedal abgewandten Seite aus dem Zylinder herausragt. Mit Hilfe dieses Fortsatzes können die vom Pedal in den Kolben eingeleiteten Betätigungskräfte weitergeleitet werden, um beispielsweise eine dem Zylinder funktionell nachgeschaltete Betätigungseinheit zu betätigen. So kann daran gedacht werden, den Fortsatz zur Realisierung einer sogenannten Push-through-Option zu verwen den, um im Falle eines Ausfalls der Bremsanlage eine hydrauli sche Notverbindung zwischen dem Pedal und den Radbremsen herzustellen.The piston that is operatively connected to the pedal can be one extending in the direction of actuation and rigid with the Piston-coupled extension have on the pedal side facing away from the cylinder. With the help of this The extension can be initiated by the pedal in the piston Operating forces are forwarded to, for example, a Actuator downstream of the cylinder actuate. So it can be thought of the extension to Realization of a so-called push-through option to use the to a hydraulic in the event of a brake system failure cal emergency connection between the pedal and the wheel brakes manufacture.
Das elastische Element, welches eine Rückstellkraft auf das Pedal ausübt, ist vorzugsweise als eine im Inneren des Zylinders angeordnete Rückstellfeder ausgestaltet. Es könnte jedoch auch daran gedacht werden, das elastische Element außerhalb des Zylinders derart anzuordnen, daß es beispielsweise mit dem aus dem Zylinder herausragenden Fortsatz des Kolbens zusammenwirkt.The elastic element, which has a restoring force on the Exercise pedal is preferably as one inside the cylinder arranged return spring designed. However, it could also be considered the elastic element outside the Arrange cylinders in such a way that, for example, with the the cylinder protruding projection of the piston cooperates.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen und den Figuren. Es zeigt:Further details and advantageous embodiments of the Invention result from the exemplary embodiments and the Characters. It shows:
Fig. 1 eine grafische Darstellung der Bremspedalgegenkraft in Abhängigkeit vom Bremspedalweg bei einer Bremsan lage ohne Simulationsvorrichtung; Figure 1 is a graphical representation of the brake pedal counterforce as a function of the brake pedal travel in a brake system without a simulation device.
Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemä ßen Simulationsvorrichtung; Fig. 2 shows a first embodiment of an inventive SEN simulation apparatus;
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemä ßen Simulationsvorrichtung; Fig. 3 shows a second embodiment of an inventive SEN simulation apparatus;
Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemä ßen Simulationsvorrichtung; und Fig. 4 shows a third embodiment of an inventive SEN simulation apparatus; and
Fig. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemä ßen Simulationsvorrichtung. Fig. 5 shows a fourth embodiment of an inventive SEN simulation device.
In Fig. 1 ist die Abhängigkeit der Bremspedalgegenkraft vom Bremspedalweg für eine Bremsung mit hoher Betätigungsgeschwin digkeit des Bremspedals bei einer einen Unterdruck- Bremskraftverstärker umfassenden Bremsanlage ohne Simulations vorrichtung dargestellt.In Fig. 1, the dependence of the brake pedal counterforce from the brake pedal travel for braking with high actuation speed of the brake pedal in a brake system comprising a vacuum brake booster is shown without a simulation device.
Die von den Betätigungskurven 10 und 11 eingeschlossene Fläche 12 entspricht der Hysterese der Bremspedalgegenkraft. Die Hysterese ist Ausdruck dessen, daß die Bremspedalgegenkraft bei einer Bremspedalbetätigung einer anderen Kennlinie als bei einem Bremspedalrückhub folgt. Die Hysterese gibt damit an, um wieviel der Fahrer die Bremspedalkraft aus einer betätigten Stellung des Bremspedals reduzieren muß, um einen Bremspedal rückhub einzuleiten.The area 12 enclosed by the actuation curves 10 and 11 corresponds to the hysteresis of the brake pedal counterforce. The hysteresis is an expression of the fact that the brake pedal counterforce follows a different characteristic when the brake pedal is actuated than when a brake pedal return stroke. The hysteresis thus indicates how much the driver has to reduce the brake pedal force from an actuated position of the brake pedal in order to initiate a brake pedal return stroke.
Wie sich aus Fig. 1 ergibt, nimmt bei einer herkömmlichen Bremsanlage die Bremspedalgegenkraft nahezu stetig mit steigen dem Bremspedalweg zu. Die Hysteresefläche vergrößert sich. Im Zusammenhang mit Fig. 1 ist zu beachten, daß die Hysterese abhängig von der Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals ist, und bei geringeren Betätigungsgeschwindigkeiten weniger ausgeprägt ist.As can be seen from FIG. 1, in a conventional brake system the brake pedal counterforce increases almost continuously with an increase in the brake pedal travel. The hysteresis area increases. In connection with Fig. 1 it should be noted that the hysteresis is dependent on the operating speed of the brake pedal, and is less pronounced at lower operating speeds.
Der in Fig. 1 dargestellte Verlauf der Bremspedalgegenkraft für eine bestimmte Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals ist dem Fahrer wohl vertraut. Aus diesem Grund ist es wün schenswert, bei Bremsanlagen mit einem von der Bremskrafterzeu gereinheit kraftentkoppelten Bremspedal eine Simulationsvorrichtung vorzusehen, welche den in Fig. 1 ge zeigten Verlauf der Bremspedalgegenkraft und insbesondere die Hysterese so gut wie möglich nachzubilden vermag.The course of the brake pedal counterforce shown in FIG. 1 for a specific actuation speed of the brake pedal is well known to the driver. For this reason, it is desirable to provide a simulation device in brake systems with a brake pedal force-decoupled from the brake force generator unit, which can reproduce the course of the brake pedal counterforce shown in FIG. 1 and in particular the hysteresis as well as possible.
In Fig. 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungs gemäßen Simulationsvorrichtung 14 für das Rückwirkverhalten eines Bremspedals 16 dargestellt. Die Simulationsvorrichtung 14 umfaßt einen Zylinder 18, in dem ein scheibenförmiger Kolben 20 verschieblich angeordnet ist. Der Kolben 20 weist an seiner der Zylinderwand zugewandten Umfangsfläche eine ringförmige Dich tung 22 auf.In FIG. 2, a first embodiment of a simulation apparatus according to Invention 14 is shown for returning active behavior of a brake pedal 16. The simulation device 14 comprises a cylinder 18 , in which a disk-shaped piston 20 is slidably arranged. The piston 20 has on its peripheral surface facing the cylinder wall an annular device 22 .
Der Kolben 20 besitzt zwei sich gegenüberliegende Oberflächen 24, 26, die senkrecht zu einer Längsachse des Zylinders 18 verlaufen. In der Mitte der dem Bremspedal 16 zugewandten Oberfläche 26 des Kolbens 20 ist ein erster stangenförmiger Fortsatz 28 starr mit dem Kolben 20 verbunden. Dieser erste stangenförmige Fortsatz 28 ragt auf der dem Bremspedal 16 zugewandten Seite aus dem Zylinder 18 heraus und steht mit seinem dem Bremspedal 16 zugewandten Ende in Wirkverbindung mit dem Bremspedal 16. Bei einer Betätigung des Bremspedals 16 wird folglich die vom Fahrer aufgebrachte Betätigungskraft vom Bremspedal 16 in den ersten stangenförmigen Fortsatz 28 und von dem ersten stangenförmigen Fortsatz 28 in den Kolben 20 einge leitet.The piston 20 has two opposing surfaces 24 , 26 which are perpendicular to a longitudinal axis of the cylinder 18 . In the middle of the surface 26 of the piston 20 facing the brake pedal 16 , a first rod-shaped extension 28 is rigidly connected to the piston 20 . This first rod-shaped extension 28 projects on the brake pedal 16 side facing out of the cylinder 18 out, standing with its brake pedal 16 facing end in operative connection with the brake pedal sixteenth When the brake pedal 16 is actuated, the actuating force applied by the driver is consequently introduced by the brake pedal 16 into the first rod-shaped extension 28 and from the first rod-shaped extension 28 into the piston 20 .
Ein zweiter stangenförmiger Fortsatz 30, welcher ebenfalls starr mit dem Kolben 20 verbunden ist, erstreckt sich von der dem Bremspedal 16 abgewandten Oberfläche 24 des Kolbens 20 in Betätigungsrichtung und ragt von einer Dichtung 32 abgedichtet an seinem dem Bremspedal 16 abgewandten Ende aus dem Zylinder 18 heraus.A second rod-shaped extension 30 which is also rigidly connected to the piston 20, extends from the brake pedal 16 remote from surface 24 of the piston 20 in the actuating direction and protrudes from a seal 32 sealed at its brake pedal 16 end remote from the cylinder 18 out ,
Innerhalb des Zylinders 18 ist ein elastisches Element in Gestalt einer Rückstellfeder 34 angeordnet, welche den Kolben 20 in seiner Ausgangsstellung entgegen der Betätigungsrichtung des Bremspedals 16 gegen die dem Bremspedal 16 zugewandte Stirnseite des Zylinders 18 vorspannt. Wird das Bremspedal 16 aus einer Betätigungsstellung heraus freigegeben, so kehrt der Kolben 20 durch die Rückstellkraft der Rückstellfeder 34 aus der Betätigungsstellung wieder in seine Ausgangsstellung zu rück.Arranged within the cylinder 18 is an elastic element in the form of a return spring 34 which, in its initial position, biases the piston 20 against the actuating direction of the brake pedal 16 against the end face of the cylinder 18 facing the brake pedal 16 . If the brake pedal 16 is released from an actuation position, the piston 20 returns to its starting position from the actuation position by the restoring force of the return spring 34 .
An seinem dem Bremspedal 16 abgewandten Ende weist der Zylinder 18 eine Durchtrittsöffnung 36 auf. Über diese Durchtrittsöff nung ist der Zylinder 18 über eine Modelliereinrichtung 40 mit der Umgebungsatmosphäre 42 verbunden.At its end facing away from the brake pedal 16 , the cylinder 18 has a passage opening 36 . Via this passage opening, the cylinder 18 is connected to the ambient atmosphere 42 via a modeling device 40 .
Die Modelliereinrichtung 40 weist zwei parallele Strömungspfade 44 und 46 auf, welche beide sowohl mit der Durchtrittsöffnung 36 des Zylinders 18 als auch mit der Umgebungsatmosphäre 42 verbunden sind. In jedem der beiden Strömungspfade 44 und 46 ist jeweils eine Drosseleinrichtung 48 und 50 angeordnet. Jede dieser Drosseleinrichtungen 48, 50 stellt für die durch den jeweiligen Strömungspfad 44, 46 strömende Luft einen Strömungs widerstand dar.The modeling device 40 has two parallel flow paths 44 and 46 , both of which are connected both to the passage opening 36 of the cylinder 18 and to the ambient atmosphere 42 . A throttle device 48 and 50 is arranged in each of the two flow paths 44 and 46 . Each of these throttle devices 48 , 50 represents a flow resistance for the air flowing through the respective flow path 44 , 46 .
In dem Strömungspfad 44 der Drosseleinrichtung 50 ist zusätz lich ein Rückschlagventil 52 vorgesehen, welches bei einer Betätigung des Bremspedals 16, d. h. wenn das Gas vom Zylinder 18 in die Modelliereinrichtung 40 strömt, den Strömungspfad 44 sperrt.In the flow path 44 of the throttle device 50 , a check valve 52 is additionally provided which, when the brake pedal 16 is actuated, ie when the gas flows from the cylinder 18 into the modeling device 40 , blocks the flow path 44 .
Das in Fig. 2 dargestellte erste Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Simulationsvorrichtung 14 funktioniert wie folgt. Bei einer Betätigung des Bremspedals 16 in Betätigungs richtung, d. h. in Fig. 2 nach links, werden die vom Bremspedal 16 in den ersten stangenförmigen Fortsatz 28 eingeleiteten Betätigungskräfte von dem Fortsatz 28 auf den Kolben 20 über tragen. Der Kolben 20 verschiebt sich folglich in Betätigungs richtung entgegen der Rückwirkkraft der Rückstellfeder 34. Gleichzeitig wird das zwischen der dem Bremspedal 16 abgewand ten Oberfläche 24 des Kolbens 20 und der dem Bremspedal 16 abgewandten Stirnfläche des Zylinders 18 angeordnete Gas kom primiert. Innerhalb des Zylinders 18 baut sich infolge der Kompression der darin angeordneten Luft ein pneumatischer Rückwirkdruck auf, welcher zusätzlich zur Rückstellkraft der Rückstellfeder 34 einer Verschiebung des Bremspedals 16 in Betätigungsrichtung entgegenwirkt.The first exemplary embodiment of a simulation device 14 according to the invention shown in FIG. 2 functions as follows. When the brake pedal 16 is actuated in the actuation direction, ie to the left in FIG. 2, the actuation forces introduced by the brake pedal 16 into the first rod-shaped extension 28 are transmitted from the extension 28 to the piston 20 . The piston 20 thus moves in the actuating direction against the reaction force of the return spring 34th At the same time, the gas arranged between the brake pedal 16 th surface 24 of the piston 20 and the brake pedal 16 facing end face of the cylinder 18 is compressed. A pneumatic reaction pressure builds up within the cylinder 18 as a result of the compression of the air arranged therein, which, in addition to the restoring force of the restoring spring 34, counteracts a displacement of the brake pedal 16 in the actuating direction.
Aufgrund der Kompression der Luft innerhalb des Zylinders 18 strömt dieses durch die Durchtrittsöffnung 36 in die Model liereinrichtung 40. Da das Rückschlagventil 52 den Strömungs pfad 44 mit der Drosseleinrichtung 50 sperrt, wählt die aus dem Zylinder 18 über die Durchtrittsöffnung 36 austretende Luft den Strömungspfad 46 mit der Drosseleinrichtung 48 und gelangt über den Strömungspfad 46 schließlich in die Umgebungsatmosphäre.Due to the compression of the air within the cylinder 18 , this flows through the passage opening 36 into the modeling device 40 . Since the check valve 52 blocks the flow path 44 with the throttle device 50 , the air emerging from the cylinder 18 via the passage opening 36 selects the flow path 46 with the throttle device 48 and finally passes through the flow path 46 into the ambient atmosphere.
Der Öffnungsquerschnitt der Drosseleinrichtung 48 ist derart gewählt, daß sich bei einer Betätigung des Bremspedals 16 ein definierter Rückwirkdruck innerhalb des Zylinders 18 einstellen kann. Über die Wahl des Öffnungsquerschnitts der Drosselein richtung 48 läßt sich somit die insgesamt auf das Bremspedal wirkende und sich aus der Rückstellkraft der Rückstellfeder 34 und dem Rückwirkdruck der komprimierten Luft zusammensetzende Bremspedalgegenkraft gemäß Kurve 10 des in Fig. 1 dargestell ten Gegenkraftverlaufs einstellen. The opening cross section of the throttle device 48 is selected such that when the brake pedal 16 is actuated, a defined reaction pressure can be established within the cylinder 18 . About the choice of the opening cross section of the Drosselein device 48 can thus the total acting on the brake pedal and composed of the restoring force of the return spring 34 and the reaction pressure of the compressed air brake pedal counterforce according to curve 10 of the Fig. 1 shown in FIG .
Wird das Bremspedal 16 nach Abschluß des Bremsvorganges vom Fahrer freigegeben, so bewegt die Rückstellkraft der Rückstell feder 34 den Kolben 20 entgegen der Betätigungsrichtung in seine Ausgangsstellung zurück. Durch die damit einhergehende Expansion des Volumens zwischen der dem Bremspedal 16 abgewand ten Oberfläche 24 des Kolbens 20 und der dem Bremspedal 16 abgewandten Stirnfläche des Zylinders 18 wird Luft von der Umgebungsatmosphäre durch die Modelliereinrichtung 40 und die Durchtrittsöffnung 36 in den Zylinder 18 zurückgesaugt. Auf grund dieser Luftströmungsrichtung öffnet sich das Rückschlag ventil 52 und die in den Zylinder 18 zurückströmende Luft durchströmt beide Strömungspfade 44, 46 der Modelliereinrich tung gleichzeitig. Die Luft strömt folglich sowohl durch die Drosseleinrichtung 48 des Strömungspfades 46 als auch durch die Drosseleinrichtung 50 des Strömungspfades 44 in den Zylinder 18 zurück, so daß der gesamte Öffnungsquerschnitt der Model liereinrichtung 40 für die zurückströmende Luft größer ist als im Falle des Austritts der Luft aus dem Zylinder 18. Beim Zurückströmen der Luft ergibt sich folglich eine wesentlich steilere Kennlinie 11 der Gegenkraft (Fig. 1).If the brake pedal 16 is released by the driver after completion of the braking process, the restoring force of the return spring 34 moves the piston 20 back against its direction of actuation into its starting position. Due to the accompanying expansion of the volume between the brake pedal 16 th surface 24 of the piston 20 and the brake pedal 16 facing away from the end face of the cylinder 18 , air is sucked back from the ambient atmosphere through the modeling device 40 and the passage opening 36 into the cylinder 18 . Due to this air flow direction, the check valve 52 opens and the air flowing back into the cylinder 18 flows through both flow paths 44 , 46 of the modeling device simultaneously. The air consequently flows back through both the throttle device 48 of the flow path 46 and through the throttle device 50 of the flow path 44 into the cylinder 18 , so that the entire opening cross section of the modeling device 40 for the returning air is larger than in the event of the air escaping the cylinder 18 . When the air flows back, there is consequently a much steeper characteristic curve 11 of the counterforce ( FIG. 1).
In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfin dungsgemäßen Simulationsvorrichtung 14 dargestellt. Die Simula tionsvorrichtung 14 gemäß Fig. 3 stimmt im wesentlichen mit der Simulationsvorrichtung gemäß Fig. 2 überein. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel umfaßt die Modelliereinrichtung 40 jedoch keine Drosseleinrichtungen mit festem Öffnungsquer schnitt, sondern pro Strömungspfad 44, 46 jeweils eine elek trisch verstellbare Drosseleinrichtung 48, 50.In Fig. 3 shows a second embodiment of a simulation device OF INVENTION to the invention 14 is shown. The simulation device 14 according to FIG. 3 essentially coincides with the simulation device according to FIG. 2. In contrast to the first embodiment, the modeling device 40, however, does not include any throttle devices with a fixed opening cross section, but rather one electrically adjustable throttle device 48 , 50 for each flow path 44 , 46 .
Jede dieser beiden elektrisch verstellbaren Drosseleinrichtun gen 48, 50 ist mit einer elektronischen Steuereinrichtung 60 verbunden. Die Steuereinrichtung 60 ist mit einem ersten Sensor 62 verbunden, welcher beispielsweise Informationen über die Betätigungsgeschwindigkeit, den Betätigungsweg oder die Betäti gungskraft des Bremspedals 16 dem Steuergerät 60 zur Verfügung stellt. Das Steuergerät 60 ermöglicht daher eine Steuerung der elektrisch verstellbaren Drosseleinrichtungen 48, 50 derart, daß der in Fig. 1 dargestellte Verlauf der Bremspedalgegen kraft, welcher sowohl vom Betätigungsweg als auch von der Betätigungsgeschwindigkeit abhängt, sehr genau modelliert werden kann.Each of these two electrically adjustable throttle devices 48 , 50 is connected to an electronic control device 60 . The control device 60 is connected to a first sensor 62 which, for example, provides information about the actuation speed, the actuation path or the actuation force of the brake pedal 16 to the control device 60 . The control device 60 therefore enables control of the electrically adjustable throttle devices 48 , 50 such that the course of the brake pedal counter force shown in FIG. 1, which depends on both the actuation path and the actuation speed, can be modeled very precisely.
Wie Fig. 3 entnommen werden kann, ist die Steuereinrichtung 60 noch mit einem zweiten Sensor 64 zur Ermittlung der Fahrzeugbe schleunigung bzw. der Fahrzeugverzögerung verbunden. Bei diesem Sensor 64 kann es sich beispielsweise um den Raddrehzahlsensor einer ABS-Anlage handeln. Auch die Signale des zweiten Sensors 64 können zur Steuerung der elektrisch verstellbaren Drosse leinrichtungen 48, 50 herangezogen werden.As can be seen in FIG. 3, the control device 60 is also connected to a second sensor 64 for determining the vehicle acceleration or the vehicle deceleration. This sensor 64 can be, for example, the wheel speed sensor of an ABS system. The signals from the second sensor 64 can also be used to control the electrically adjustable throttle devices 48 , 50 .
In Fig. 4 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfin dungsgemäßen Simulationsvorrichtung 14 dargestellt. Auch das dritte Ausführungsbeispiel baut im wesentlichen auf dem in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel auf. Im Strö mungspfad 46 der Modelliereinrichtung 40 ist jedoch zusätzlich zu der Drosseleinrichtung 48 noch eine weitere, zuschaltbare Drosseleinrichtung 70 sowie ein Rückschlagventil 72 angeordnet. Das Rückschlagventil 72 ist derart ausgestaltet, daß es bei einem Rückhub des Bremspedals 16 den Strömungspfad 46 sperrt. Folglich tritt bei einer Betätigung des Bremspedals 16 in Betätigungsrichtung Luft aus dem Zylinder 18 über den Strö mungspfad 46 in die Umgebungsatmosphäre 42 aus und wird bei einem Rückhub des Bremspedals 16 Luft aus der Umgebungsatmo sphäre über den weiteren Strömungspfad 44 in den Zylinder 18 angesaugt.In FIG. 4, a third embodiment of a simulation device OF INVENTION to the invention 14 is shown. The third exemplary embodiment is also essentially based on the first exemplary embodiment shown in FIG. 2. In the flow path 46 of the modeling device 40 , however, in addition to the throttle device 48, yet another switchable throttle device 70 and a check valve 72 are arranged. The check valve 72 is designed such that it blocks the flow path 46 when the brake pedal 16 is returned. Consequently, when the brake pedal 16 is actuated in the actuating direction, air emerges from the cylinder 18 via the flow path 46 into the ambient atmosphere 42 and, when the brake pedal 16 is returned, air from the ambient atmosphere is sucked into the cylinder 18 via the further flow path 44 .
Die zuschaltbare Drosseleinrichtung 70 stellt in ihrer in Fig. 4 dargestellten Grundstellung keinen Strömungswiderstand im Strömungspfad 46 dar. Durch Zuschalten der Drosseleinrichtung 70 läßt sich jedoch ein weiterer, elektrisch verstellbarer Strömungswiderstand in den Strömungspfad 46 einbringen.In its basic position shown in FIG. 4, the switchable throttle device 70 does not represent any flow resistance in the flow path 46. However , by connecting the throttle device 70 , a further, electrically adjustable flow resistance can be introduced into the flow path 46 .
Wie Fig. 4 entnommen werden kann, weist die Simulationsvor richtung 14 zusätzlich eine Steuereinrichtung 60 sowie einen mit der Steuereinrichtung elektrisch verbundenen Sensor 66 zur Erfassung des Luftdrucks innerhalb des Zylinders 18 auf. Die Steuereinrichtung 60 ist mit der zuschaltbaren Drosseleinrich tung 70 verbunden und ermöglicht daher eine Drosselung der aus dem Zylinder 18 austretenden Luft in Abhängigkeit vom Luftdruck innerhalb des Zylinders 18. Auf diese Weise läßt sich zum Beispiel ein zweistufiger Verlauf der Bremspedalgegenkraft in Abhängigkeit von der Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals 16 erzielen. Bei einer langsamen Betätigung des Bremspedals 16 wird der Luftdruck innerhalb des Zylinders 18 nur langsam ansteigen und es ist nur eine vergleichsweise geringe Bremspe dalgegenkraft zu modellieren. Bei einer schnellen Betätigung des Bremspedals 16 hingegen steigt der Luftdruck innerhalb des Zylinders 18 vergleichsweise schnell an. Dieser schnelle An stieg wird von dem Sensor 66 erfaßt und die Steuereinrichtung 60 schaltet daraufhin die zusätzliche Drosseleinrichtung 70 zu. In diesem Fall ist die Bremspedalgegenkraft folglich höher als bei einer Betätigung des Bremspedals 16 mit geringer Betäti gungsgeschwindigkeit. Dies entspricht der in Fig. 1 darge stellten Betriebssituation.As can be seen in FIG. 4, the Simulationsvor device 14 additionally has a control device 60 and a sensor 66 electrically connected to the control device for detecting the air pressure within the cylinder 18 . The control device 60 is connected to the switchable Drosseleinrich device 70 and therefore enables throttling of the air emerging from the cylinder 18 as a function of the air pressure within the cylinder 18th In this way, for example, a two-stage course of the brake pedal counterforce depending on the operating speed of the brake pedal 16 can be achieved. With a slow actuation of the brake pedal 16 , the air pressure within the cylinder 18 will rise only slowly and it is only a comparatively small brake pedal counter force that has to be modeled. On the other hand, when the brake pedal 16 is actuated quickly, the air pressure inside the cylinder 18 rises comparatively quickly. This rapid increase is detected by the sensor 66 and the control device 60 then switches on the additional throttle device 70 . In this case, the brake pedal counterforce is consequently higher than when the brake pedal 16 is actuated at a low actuation speed. This corresponds to the operating situation shown in FIG. 1.
In Fig. 5 ist ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfin dungsgemäßen Simulationsvorrichtung 14 dargestellt. Bei der in Fig. 5 dargestellten Simulationsvorrichtung 14 stimmt die Modelliereinrichtung 40 insoweit mit den Modelliereinrichtungen der vorhergehenden Ausführungsbeispiele überein, als wiederum zwei Strömungspfade 44, 46 vorgesehen sind. Der erste Strö mungspfad 44 schließt sich wie bei den vorhergehenden Ausfüh rungsbeispielen an eine Durchtrittsöffnung 36 des Zylinders 18 an, welche an einem dem Bremspedal 16 abgewandten Endabschnitt des Zylinders 18 ausgebildet ist. Auch beim vierten Ausfüh rungsbeispiel ist das Rückschlagventil 52 im Strömungspfad 44 derart ausgebildet, daß der Strömungspfad 44 bei einer Betäti gung des Bremspedals 16 gesperrt wird.In Fig. 5, a fourth embodiment of a simulation device OF INVENTION to the invention 14 is shown. In the simulation device 14 shown in FIG. 5, the modeling device 40 corresponds to the modeling devices of the previous exemplary embodiments insofar as two flow paths 44 , 46 are again provided. The first flow path 44 connects, as in the previous exemplary embodiments, to a passage opening 36 of the cylinder 18 , which is formed on an end section of the cylinder 18 facing away from the brake pedal 16 . Even in the fourth embodiment, the check valve 52 in the flow path 44 is designed such that the flow path 44 is blocked when the brake pedal 16 is actuated.
Der weitere Strömungspfad 46 ist abweichend von den vorherge henden Ausführungsbeispielen ausgestaltet. Im Strömungspfad 46 ist eine zweiteilige Drosseleinrichtung 80, 82 angeordnet. Die Drosseleinrichtung umfaßt eine Durchtrittsöffnung 82, welche in einer dem Bremspedal 16 abgewandten Stirnseite des Zylinders 18 außermittig angeordnet ist, sowie ein dornförmiges Drosselele ment 80. Das Drosselelement 80 ist ebenfalls außermittig auf der dem Bremspedal 16 abgewandten Oberfläche 24 des Kolbens 20 starr befestigt und erstreckt sich von dieser Oberfläche 24 in Betätigungsrichtung.The further flow path 46 is designed differently from the previous exemplary embodiments. A two-part throttle device 80 , 82 is arranged in the flow path 46 . The throttle device comprises a passage opening 82 , which is arranged eccentrically in an end face of the cylinder 18 facing away from the brake pedal 16 , and a mandrel-shaped throttle element 80 . The throttle element 80 is likewise rigidly fixed off-center on the surface 24 of the piston 20 facing away from the brake pedal 16 and extends from this surface 24 in the actuation direction.
Wie Fig. 5 entnommen werden kann, weist das dornförmige Dros selelement 80 an seinem dem Bremspedal 16 abgewandten Ende einen spitz zulaufenden Abschnitt 80A auf, welcher in die Durchtrittsöffnung 82 eintaucht. Der freie Öffnungsquerschnitt der Durchtrittsöffnung 82 ist somit eine Funktion des axialen Abstandes des Kolbens 24 von der Durchtrittsöffnung 82. Je geringer dieser axiale Abstand ist, desto weiter taucht das Drosselelement 80 in die Durchtrittsöffnung 82 ein und desto geringer ist aufgrund des entgegen der Betätigungsrichtung zunehmenden Querschnitts des Drosselelements 80 der freie Öffnungsquerschnitt der Durchtrittsöffnung 82. Somit ist die Bremspedalgegenkraft um so höher, je größer der Betätigungsweg des Bremspedals 16 ist. Dies entspricht dem in Fig. 1 darge stellten Verlauf der Kurve 10. Andererseits gewährleistet der zum Strömungspfad 46 parallele Strömungspfad 44 mit dem Rück schlagventil 52 im Falle eines Rückhubs des Bremspedals 16 einen starken Abfall der Bremspedalgegenkraft (Kennlinie 11 in Fig. 1).As can be seen from Fig. 5, the mandrel-shaped Dros ele- ment 80 at its end facing away from the brake pedal 16 a tapered portion 80 A on which plunges into the passage opening 82. The free opening cross section of the passage opening 82 is thus a function of the axial distance of the piston 24 from the passage opening 82 . The smaller this axial distance, the further the throttle element 80 dips into the passage opening 82 and the smaller the free opening cross section of the passage opening 82 due to the cross-section of the throttle element 80 which increases in the direction opposite to the actuation direction. Thus, the greater the actuation path of the brake pedal 16 , the higher the brake pedal counterforce. This corresponds to the course of curve 10 shown in FIG. 1. On the other hand, the flow path 44 parallel to the flow path 46 with the return check valve 52 ensures a strong drop in the brake pedal counterforce in the event of a return stroke of the brake pedal 16 (characteristic curve 11 in FIG. 1).
Der in Fig. 5 dargestellte axiale Verlauf des Querschnitts des Drosselelements 80 ist nur beispielhaft. Es sind auch Geome trien des Drosselelements 80 vorstellbar, welche sich entgegen der Betätigungsrichtung verjüngen. Durch den axialen Verlauf des Querschnitts des Drosselelements 80 läßt sich somit der Verlauf der Bremspedalgegenkraft nach Belieben modellieren.The axial course of the cross section of the throttle element 80 shown in FIG. 5 is only exemplary. Geometries of the throttle element 80 are also conceivable, which taper against the direction of actuation. The course of the brake pedal counterforce can thus be modeled at will by the axial course of the cross section of the throttle element 80 .
Bei den in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbei spielen kann die Bremspedalgegenkraft von der Steuereinrichtung 60 an eine Vielzahl von Betriebszuständen des Fahrzeuges ange paßt werden. Zu diesem Zweck werden beispielsweise über die Sensoren 62, 64, 66 aktuelle Betriebsparameter des Fahrzeugs erfaßt und die einstellbaren Drosseleinrichtungen 48, 50, 70 in Abhängigkeit von diesen Betriebsparametern verstellt. Als Betriebsparameter können beispielsweise der Beladungszustand des Fahrzeugs oder der Zustand der Bremsen erfaßt werden.Be fitted to play in the illustrated in FIGS. 3 and 4 Ausführungsbei the brake pedal reaction force from the control device 60 to a plurality of operating states of the vehicle is. For this purpose, current operating parameters of the vehicle are detected, for example, via sensors 62 , 64 , 66 and adjustable throttle devices 48 , 50 , 70 are adjusted as a function of these operating parameters. For example, the loading condition of the vehicle or the condition of the brakes can be recorded as operating parameters.
Zur Erfassung eines Betriebsparameters wird die aktuelle Fahr zeugverzögerung, wie sie beispielsweise durch den oben be schriebenen Verzögerungssensor 64 ermittelt wird, für einen gegebenen Betätigungsweg des Bremspedals 16 mit einer vorgege benen Fahrzeugverzögerung für diesen Betätigungsweg verglichen. Hierzu ist es erforderlich, daß vorab jedem Betätigungsweg des Bremspedals 16 eine entsprechende Fahrzeugverzögerung zugeord net wird. Wird während eines Bremsvorgangs festgestellt, daß für einen bestimmten Betätigungsweg des Bremspedals 16 die aktuell ermittelte Fahrzeugverzögerung nicht mit der vorgegebe nen Fahrzeugverzögerung übereinstimmt, gestattet dies Rück schlüsse auf den Beladungszustand des Fahrzeuges sowie auf den Zustand der Bremsen. Es kann dann in Abhängigkeit vom Bela dungszustand oder vom Zustand der Bremsen ein Wechsel von einer ursprünglich vorgesehen Kennlinie des von einer Bremskrafter zeugereinheit generierten Bremskraftverlaufs auf eine andere Kennlinie stattfinden. Die jeweiligen Kennlinien sind vorab in der Steuereinrichtung 60 hinterlegt. Auf diese Weise ist es möglich, unabhängig vom Beladungszustand oder vom Bremsenzu stand bei gleicher Betätigungskraft des Bremspedals 16 immer dieselbe Fahrzeugverzögerung zu erreichen.To detect an operating parameter, the current vehicle deceleration, as determined, for example, by the deceleration sensor 64 described above, is compared for a given actuation path of the brake pedal 16 with a predetermined vehicle deceleration for this actuation path. For this purpose, it is necessary that a corresponding vehicle deceleration is assigned beforehand to each actuation path of the brake pedal 16 . If it is determined during a braking operation that the currently determined vehicle deceleration does not match the predetermined vehicle deceleration for a specific actuation path of the brake pedal 16 , this permits conclusions to be drawn about the loading condition of the vehicle and the condition of the brakes. Depending on the loading condition or the condition of the brakes, a change from an originally intended characteristic curve of the braking force curve generated by a braking force generator unit to another characteristic curve can then take place. The respective characteristic curves are stored in advance in the control device 60 . In this way it is possible to always achieve the same vehicle deceleration regardless of the loading condition or the state of the brake with the same actuation force of the brake pedal 16 .
Weiterhin ist es möglich, daß dem Fahrer bestimmte Betriebspa rameter durch Erhöhung der Gegenkraft bei einer Betätigung des Bremspedals 16 zur Kenntnis gebracht werden. Dies ist bei spielsweise dann zweckmäßig, wenn, wie oben beschrieben, fest gestellt wird, daß aufgrund von "Fading" oder aufgrund des Ausfalls einzelner Bremsmodule der aktuelle Zustand der Brems anlage nicht in Ordnung ist.Furthermore, it is possible that certain operating parameters are brought to the attention of the driver by increasing the counterforce when the brake pedal 16 is actuated. This is useful for example when, as described above, it is established that the current state of the brake system is not in order due to "fading" or due to the failure of individual brake modules.
Die vorstehend beschriebenen Simulationsvorrichtungen und Verfahren zum Simulieren des Rückwirkverhaltens eines Pedals eignen sich für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen, bei denen Pedale zum Einsatz kommen, und insbesondere für elektrohydraulische oder elektromotorische Bremsanlagen.The simulation devices and described above Method for simulating the retroactive behavior of a pedal are suitable for a variety of different applications, where pedals are used, and especially for electrohydraulic or electromotive brake systems.
Claims (18)
einem Zylinder (18);
einem innerhalb des Zylinders (18) verschieblich angeordneten Kolben (20), welcher in Wirkverbindung mit dem Pedal (16) steht;
einem elastischen Element (34), welches bei einer Betätigung des Pedals (16) eine Rückstellkraft auf das Pedal (16) ausübt; und
einer Modelliereinrichtung (40) zum Beeinflussen des Rück wirkverhaltens des Pedals (16);
dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (18) ein Gas enthält, welches bei einer Betätigung des Pedals (16) die Modellierein richtung (40) durchströmt.1. Pedal simulation device ( 14 ) for simulating the reaction behavior of a pedal ( 16 ) with:
a cylinder ( 18 );
a piston ( 20 ) which is displaceably arranged within the cylinder ( 18 ) and is operatively connected to the pedal ( 16 );
an elastic element ( 34 ) which exerts a restoring force on the pedal ( 16 ) when the pedal ( 16 ) is actuated; and
a modeling device ( 40 ) for influencing the reaction behavior of the pedal ( 16 );
characterized in that the cylinder ( 18 ) contains a gas which flows through the Modellierein direction ( 40 ) when the pedal ( 16 ) is actuated.
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Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1418105A1 (en) * | 2002-11-05 | 2004-05-12 | Ford Global Technologies, Inc., A subsidiary of Ford Motor Company | Device and method to simulate a pedal characteristic |
| WO2004054861A1 (en) * | 2002-12-13 | 2004-07-01 | Lucas Automotive Gmbh | Simulation device for a pedal |
| FR2853122A1 (en) * | 2003-03-26 | 2004-10-01 | Renault Sa | Clutch releaser for vehicles drive simulator, has cylindrical unit guiding clutch bearing, and guiding ring and control lever driving rod to move clutch fork and clutch bearing towards backward position |
| WO2005035330A1 (en) * | 2003-09-17 | 2005-04-21 | Robert Bosch Gmbh | Electrohydraulic braking system |
| EP1562097A3 (en) * | 2004-02-09 | 2005-09-28 | Toyoda Iron Works Co., Ltd. | Pedal reaction force device |
| DE102006030846A1 (en) * | 2006-07-04 | 2008-01-10 | Siemens Ag | Pedal simulator for rear effect behavior of hydraulic brake assembly system, has ventilation device with regulating unit that regulates quantity of fluid flow through ventilation device based on direction and speed of volume change of area |
| EP2020652A2 (en) * | 2007-07-31 | 2009-02-04 | Renault S.A.S. | Hybrid brake control system |
| WO2009046898A1 (en) * | 2007-10-02 | 2009-04-16 | Lucas Automotive Gmbh | Electro-hydraulic brake unit for a land vehicle |
| DE102010025252A1 (en) * | 2010-06-22 | 2011-12-22 | Technische Universität Ilmenau | Device for simulating pedal characteristic of decoupled motor vehicle brake assembly, has active self-locking element and passive elastic element characterized by pre-defined connection between pedal path and pedal pressure |
| DE102010024735A1 (en) * | 2010-06-23 | 2011-12-29 | Volkswagen Ag | Pneumatic pedal simulator for use in vehicle brake assembly, comprises cylinder and piston slidably arranged in cylinder, where cylinder has outer sealed inner area |
| US8505409B2 (en) | 2006-12-08 | 2013-08-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Rotary motion input type manipulation simulator |
| WO2013139825A3 (en) * | 2012-03-22 | 2013-11-21 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Method for providing haptic information to the driver of a motor vehicle |
| CN104249731A (en) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | 株式会社电装 | Brake system for vehicle designed to produce braking force in case of loss of electric power |
| WO2015165453A3 (en) * | 2014-04-29 | 2016-01-14 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Device for force simulation on an actuating element of a vehicle, preferably a pedal simulator, and mechanism for actuating an electric clutch system |
| DE102014110300A1 (en) * | 2014-07-22 | 2016-01-28 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Pedal force simulator and brake system |
| DE102015015614A1 (en) * | 2015-12-03 | 2017-06-08 | Audi Ag | Method for operating a brake force simulator and corresponding brake force simulator |
| DE102017213620A1 (en) * | 2017-08-04 | 2019-02-07 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Brake system for a motor vehicle |
| CN110027522A (en) * | 2018-01-12 | 2019-07-19 | 比亚迪股份有限公司 | Pedal simulator, line control brake system and vehicle |
| DE112009002068B4 (en) | 2008-10-14 | 2020-01-02 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Brake control device |
| DE102018211524A1 (en) | 2018-07-11 | 2020-01-16 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Device for varying the pedal feel in a brake control system of a motor vehicle |
| CN111376882A (en) * | 2018-12-27 | 2020-07-07 | 上海军创数字科技有限公司 | Force sense simulation device of automobile brake auxiliary system |
| DE10358321B4 (en) * | 2002-12-13 | 2020-08-27 | Zf Active Safety Gmbh | Hydraulic pedal simulation device |
| EP3590019A4 (en) * | 2017-03-03 | 2020-12-30 | Williams Controls, Inc. | Non-hydraulic, integrated damping mechanism in an electronic controller assembly |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19638102C1 (en) * | 1996-09-18 | 1997-08-21 | Lucas Ind Plc | Actuation unit for electronically controlled vehicle braking system |
| DE19755481A1 (en) * | 1997-12-13 | 1999-06-24 | Continental Ag | Brake pedal for driving electric brake system for motor vehicle |
-
2000
- 2000-08-14 DE DE2000139670 patent/DE10039670A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19638102C1 (en) * | 1996-09-18 | 1997-08-21 | Lucas Ind Plc | Actuation unit for electronically controlled vehicle braking system |
| DE19755481A1 (en) * | 1997-12-13 | 1999-06-24 | Continental Ag | Brake pedal for driving electric brake system for motor vehicle |
Cited By (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1418105A1 (en) * | 2002-11-05 | 2004-05-12 | Ford Global Technologies, Inc., A subsidiary of Ford Motor Company | Device and method to simulate a pedal characteristic |
| WO2004054861A1 (en) * | 2002-12-13 | 2004-07-01 | Lucas Automotive Gmbh | Simulation device for a pedal |
| DE10260008A1 (en) * | 2002-12-13 | 2004-07-22 | Lucas Automotive Gmbh | Pedal simulation device |
| DE10358321B4 (en) * | 2002-12-13 | 2020-08-27 | Zf Active Safety Gmbh | Hydraulic pedal simulation device |
| US7954908B2 (en) * | 2002-12-13 | 2011-06-07 | Lucas Automotive Gmbh | Pedal simulation device |
| FR2853122A1 (en) * | 2003-03-26 | 2004-10-01 | Renault Sa | Clutch releaser for vehicles drive simulator, has cylindrical unit guiding clutch bearing, and guiding ring and control lever driving rod to move clutch fork and clutch bearing towards backward position |
| US7770982B2 (en) | 2003-09-17 | 2010-08-10 | Robert Bosch Gmbh | Electrohydraulic braking system |
| WO2005035330A1 (en) * | 2003-09-17 | 2005-04-21 | Robert Bosch Gmbh | Electrohydraulic braking system |
| JP2006527683A (en) * | 2003-09-17 | 2006-12-07 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Electro-hydraulic brake device |
| EP1562097A3 (en) * | 2004-02-09 | 2005-09-28 | Toyoda Iron Works Co., Ltd. | Pedal reaction force device |
| US7228758B2 (en) | 2004-02-09 | 2007-06-12 | Toyoda Iron Works Co., Ltd. | Pedal reaction force device |
| DE102006030846A1 (en) * | 2006-07-04 | 2008-01-10 | Siemens Ag | Pedal simulator for rear effect behavior of hydraulic brake assembly system, has ventilation device with regulating unit that regulates quantity of fluid flow through ventilation device based on direction and speed of volume change of area |
| DE112007002879B4 (en) * | 2006-12-08 | 2017-07-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Manipulation simulator of rotary motion type |
| US8505409B2 (en) | 2006-12-08 | 2013-08-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Rotary motion input type manipulation simulator |
| FR2919744A1 (en) * | 2007-07-31 | 2009-02-06 | Renault Sas | EFFORTS RESTITUTION DEVICE FOR A DRIVING STIMULATOR. |
| EP2020652A3 (en) * | 2007-07-31 | 2009-07-08 | Renault S.A.S. | Hybrid brake control system |
| EP2020652A2 (en) * | 2007-07-31 | 2009-02-04 | Renault S.A.S. | Hybrid brake control system |
| WO2009046898A1 (en) * | 2007-10-02 | 2009-04-16 | Lucas Automotive Gmbh | Electro-hydraulic brake unit for a land vehicle |
| EP2308731A1 (en) * | 2007-10-02 | 2011-04-13 | Lucas Automotive GmbH | Electro-hydraulic brake unit for a land vehicle |
| DE112009002068B4 (en) | 2008-10-14 | 2020-01-02 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Brake control device |
| DE102010025252B4 (en) * | 2010-06-22 | 2013-01-24 | Technische Universität Ilmenau | Device and method for simulating the pedal characteristics of a decoupled motor vehicle brake system |
| DE102010025252A1 (en) * | 2010-06-22 | 2011-12-22 | Technische Universität Ilmenau | Device for simulating pedal characteristic of decoupled motor vehicle brake assembly, has active self-locking element and passive elastic element characterized by pre-defined connection between pedal path and pedal pressure |
| DE102010024735A1 (en) * | 2010-06-23 | 2011-12-29 | Volkswagen Ag | Pneumatic pedal simulator for use in vehicle brake assembly, comprises cylinder and piston slidably arranged in cylinder, where cylinder has outer sealed inner area |
| US9415758B2 (en) | 2012-03-22 | 2016-08-16 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Method for providing haptic information to the driver of a motor vehicle |
| WO2013139825A3 (en) * | 2012-03-22 | 2013-11-21 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Method for providing haptic information to the driver of a motor vehicle |
| CN104249731A (en) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | 株式会社电装 | Brake system for vehicle designed to produce braking force in case of loss of electric power |
| WO2015165453A3 (en) * | 2014-04-29 | 2016-01-14 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Device for force simulation on an actuating element of a vehicle, preferably a pedal simulator, and mechanism for actuating an electric clutch system |
| DE102014110300A1 (en) * | 2014-07-22 | 2016-01-28 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Pedal force simulator and brake system |
| JP2016022952A (en) * | 2014-07-22 | 2016-02-08 | ドクター エンジニール ハー ツェー エフ ポルシェ アクチエンゲゼルシャフトＤｒ． Ｉｎｇ． ｈ．ｃ．Ｆ． Ｐｏｒｓｃｈｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | Pedal effort simulator and brake system |
| US9452744B2 (en) | 2014-07-22 | 2016-09-27 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Pedal force simulator and brake system |
| DE102015015614A1 (en) * | 2015-12-03 | 2017-06-08 | Audi Ag | Method for operating a brake force simulator and corresponding brake force simulator |
| EP3590019A4 (en) * | 2017-03-03 | 2020-12-30 | Williams Controls, Inc. | Non-hydraulic, integrated damping mechanism in an electronic controller assembly |
| DE102017213620A1 (en) * | 2017-08-04 | 2019-02-07 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Brake system for a motor vehicle |
| CN110027522A (en) * | 2018-01-12 | 2019-07-19 | 比亚迪股份有限公司 | Pedal simulator, line control brake system and vehicle |
| DE102018211524A1 (en) | 2018-07-11 | 2020-01-16 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Device for varying the pedal feel in a brake control system of a motor vehicle |
| CN111376882A (en) * | 2018-12-27 | 2020-07-07 | 上海军创数字科技有限公司 | Force sense simulation device of automobile brake auxiliary system |
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