DE102019215491A1 - Pedal actuation unit - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Pedalbetätigungseinheit (100) mit einem verschiebbar gelagerten Bremspedal (102) und einem Rückstellmechanismus, wobei der Rückstellmechanismus dazu ausgebildet ist, bei Auslenkung des Bremspedals (102) aus dessen Ruhelage eine Rückstellkraft auf das Bremspedal (102) in Richtung seiner Ruhelage zu bewirken. Dabei weist der Rückstellmechanismus wenigstens eine erste (110) und eine zweite Rückstellvorrichtung (112) auf. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass das Bremspedal (102) über einen Scherenmechanismus mit dem Rückstellmechanismus verbunden ist.The invention relates to a pedal actuation unit (100) with a displaceably mounted brake pedal (102) and a return mechanism, the return mechanism being designed to apply a return force to the brake pedal (102) in the direction of its rest position when the brake pedal (102) is deflected from its rest position cause. The reset mechanism has at least a first (110) and a second reset device (112). According to the invention, it is provided that the brake pedal (102) is connected to the reset mechanism via a scissor mechanism.
Description
Die Erfindung betrifft eine Pedalbetätigungseinheit.The invention relates to a pedal operating unit.
Im Stand der Technik bekannte Pedalbetätigungseinheiten sind häufig mit einem Bremspedal-Simulator hydraulisch verbunden, wobei der Bremspedal-Simulator das von einem Fahrzeugführer erwartete Pedalgefühl bei einer Betätigung eines Bremspedals nachbildet. Im Normalbetrieb einer Bremsanlage mit einer solchen Pedalbetätigungseinheit besteht dabei keine direkte hydraulische Verbindung zwischen dem Bremspedal und den Radbremsen an sich. Vielmehr wird der aus einer Betätigung der Pedalbetätigungseinheit abgeleitete Bremsdruck in den Radbremsen durch eine häufig elektromechanische Druckbereitstellungseinrichtung in Kombination mit einer entsprechenden hydraulischen Ventilschaltung erzeugt.Pedal actuation units known in the prior art are often hydraulically connected to a brake pedal simulator, the brake pedal simulator simulating the pedal feeling expected by a vehicle driver when a brake pedal is actuated. In normal operation of a brake system with such a pedal actuation unit, there is no direct hydraulic connection between the brake pedal and the wheel brakes per se. Rather, the brake pressure derived from actuation of the pedal actuation unit in the wheel brakes is generated by an often electromechanical pressure supply device in combination with a corresponding hydraulic valve circuit.
In einer hydraulischen Rückfallebene kann durch entsprechende Ansteuerung des hydraulischen Bremssystems, bzw. einer entsprechenden Ventilschaltung, eine direkte hydraulische Verbindung zwischen der Pedaleinheit und den Radbremsen hergestellt werden, sodass ein Ausfall der Druckbereitstellungseinrichtung zumindest teilweise kompensiert werden kann.In a hydraulic fall-back level, a direct hydraulic connection between the pedal unit and the wheel brakes can be established through appropriate control of the hydraulic brake system or a corresponding valve circuit, so that a failure of the pressure supply device can be at least partially compensated for.
Für moderne Fahrzeugarchitekturen wird jedoch zunehmend eine reine „drive-by-wire“ Lösung relevant, bei der keine hydraulische Verbindung mehr zwischen der Pedalbetätigungseinheit und dem hydraulischen Bremssystem besteht. Dabei soll eine solche Pedalbetätigungseinheit einem Fahrzeugführer jedoch nach wie vor das Gefühl eine hydraulischen Bremsanlage vermitteln.For modern vehicle architectures, however, a pure “drive-by-wire” solution is becoming increasingly relevant, in which there is no longer a hydraulic connection between the pedal actuation unit and the hydraulic brake system. Such a pedal actuation unit should, however, still convey the feeling of a hydraulic brake system to a vehicle driver.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Pedalbetätigungseinheit zu schaffen, die ohne hydraulische Verbindung zu dem Bremssystem bei einer Pedalbetätigung einem Fahrzeugführer ein gewohntes Bremsbetätigungsgefühl bereitstellt.The present invention is based on the object of creating a pedal actuation unit which, without a hydraulic connection to the brake system, provides a vehicle driver with a familiar brake actuation feeling when a pedal is actuated.
Diese Aufgabe wird mit der Pedalbetätigungseinheit nach Anspruch 1 gelöst. This object is achieved with the pedal actuation unit according to claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Advantageous refinements of the invention are the subject of the dependent claims.
In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Pedalbetätigungseinheit mit einem verschiebbar gelagerten Bremspedal und einem Rückstellmechanismus, wobei der Rückstellmechanismus dazu ausgebildet ist, bei Auslenkung des Bremspedals aus dessen Ruhelage eine Rückstellkraft auf das Bremspedal in Richtung seiner Ruhelage zu bewirken, wobei der Rückstellmechanismus wenigstens eine erste und eine zweite Rückstellvorrichtung aufweist. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass das Bremspedal über einen Scherenmechanismus mit dem Rückstellmechanismus verbunden ist.In a first aspect, the invention relates to a pedal actuation unit with a displaceably mounted brake pedal and a reset mechanism, the reset mechanism being designed to effect a reset force on the brake pedal in the direction of its rest position when the brake pedal is deflected from its rest position, the restoring mechanism at least a first and a second reset device. According to the invention it is provided that the brake pedal is connected to the reset mechanism via a scissor mechanism.
Die erfindungsgemäße Pedalbetätigungseinheit hat aufgrund des verwendeten Scherenmechanismus den Vorteil, dass die Pedalbetätigungseinheit insgesamt kompakter ausgeführt sein kann, da der üblicherweise für einen Pedalhebel benötigte Bauraum entfällt. Dabei ist die Pedalbetätigungseinheit vollständig ohne hydraulische Komponenten ausgeführt, sodass die Pedalbetätigungseinheit wartungsfrei und nahezu verschleißfrei funktioniert. Aufgrund des Wegfalls einer hydraulischen Verbindung von der Pedalbetätigungseinheit zu dem eigentlichen hydraulischen Bremssystem kann ferner die Pedalbetätigungseinheit weitgehend frei im Fußraum eines Fahrzeugs positioniert werden. Die Übertragung einer Bremsanforderung von der Pedalbetätigungseinheit an das Bremssystem erfolgt auf rein elektronischem Wege.Due to the scissor mechanism used, the pedal actuation unit according to the invention has the advantage that the pedal actuation unit can be made more compact overall, since the installation space usually required for a pedal lever is eliminated. The pedal actuation unit is designed completely without hydraulic components, so that the pedal actuation unit is maintenance-free and almost wear-free. Due to the lack of a hydraulic connection from the pedal actuation unit to the actual hydraulic brake system, the pedal actuation unit can furthermore be positioned largely freely in the footwell of a vehicle. A brake request is transmitted from the pedal actuation unit to the brake system in a purely electronic way.
Dabei nimmt vorzugsweise die Rückstellkraft auf das Bremspedal in Richtung seiner Ruhelage mit dem Grad der Auslenkung des Bremspedals aus seiner Ruhelage kontinuierlich zu.The restoring force on the brake pedal in the direction of its rest position preferably increases continuously with the degree of deflection of the brake pedal from its rest position.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist dabei vorgesehen, dass die Pedalbetätigungseinheit eine Tragstruktur aufweist, wobei der Scherenmechanismus einseitig an der Tragstruktur angelenkt ist. Bei der Tragstruktur kann es sich beispielsweise um ein einteiliges Bauteil handeln, an dem die unterschiedlichen Elemente der Pedalbetätigungseinheit angeordnet und befestigt sind, wobei die Tragstruktur wiederum an der Fahrzeugkarosserie, bspw. an einer Spritzwand des Fahrzeugs befestigt werden kann, sodass die Pedalbetätigungseinheit relativ zu dem Fahrzeug festgelegt ist. Vorzugsweise besteht die Tragstruktur dabei aus einem Metall.According to a preferred embodiment it is provided that the pedal actuation unit has a support structure, the scissors mechanism being articulated on one side of the support structure. The support structure can be, for example, a one-piece component on which the different elements of the pedal actuation unit are arranged and attached, the support structure in turn being able to be attached to the vehicle body, for example on a bulkhead of the vehicle, so that the pedal actuation unit relative to the Vehicle is set. The support structure preferably consists of a metal.
Zur Anlenkung des Scherenmechanismus an der Tragstruktur ist nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass ein erster Scherenarm des Scherenmechanismus in einer an der Tragstruktur angeordneten Kulisse geführt ist und ein zweiter Scherenarm des Scherenmechanismus in einem an der Tragstruktur angeordneten Festlager gelagert ist, sodass bei einer Auslenkung des Bremspedals der erste Scherenarm in der Kulisse verschoben und der zweite Scherenarm um eine durch das Festlager definierte erste Schwenkachse verschwenkt wird. Dabei ist einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die Kulisse in der Tragstruktur ausgebildet ist. Beispielsweise kann die Kulisse aus der Tragstruktur heraus gefräst sein. Folglich ist eine Bewegung des Scherenmechanismus vollständig durch die Tragstruktur, bzw. die an der Tragstruktur ausgebildeten Führungselemente festgelegt.To articulate the scissors mechanism on the support structure, a further embodiment provides that a first scissors arm of the scissors mechanism is guided in a link arranged on the support structure and a second scissors arm of the scissors mechanism is mounted in a fixed bearing arranged on the support structure, so that when the As a brake pedal, the first scissor arm is displaced in the setting and the second scissor arm is pivoted about a first pivot axis defined by the fixed bearing. A further embodiment provides that the link is formed in the supporting structure. For example, the backdrop can be milled out of the supporting structure. Consequently, a movement of the scissors mechanism is completely determined by the support structure or the guide elements formed on the support structure.
Wie zuvor bereits ausgeführt wurde, weist der Rückstellmechanismus eine erste und eine zweite Rückstellvorrichtung auf. Zur realistischen Nachbildung des Pedalgefühls einer klassischen, hydraulischen Bremsvorrichtung ist dabei nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass über einen ersten Verschiebebereich des Bremspedals die Zunahme der Rückstellkraft, insbesondere ausschließlich, von der ersten Rückstellvorrichtung bewirkt wird und dass über einen zweiten Verschiebebereich des Bremspedals die Zunahme der Rückstellkraft, insbesondere ausschließlich, von der zweiten Rückstellvorrichtung bewirkt wird.As already stated above, the reset mechanism has a first and a second reset device. To realistically simulate the pedal feel of a classic hydraulic braking device, a further embodiment provides that the restoring force is increased, in particular exclusively, by the first restoring device over a first displacement range of the brake pedal and that the increase in the brake pedal is increased over a second displacement range of the brake pedal Restoring force, in particular exclusively, is brought about by the second restoring device.
Durch die entsprechende Auslegung der einzelnen Rückstellvorrichtungen kann beispielsweise erreicht werden, dass über den ersten Verschiebebereich nur eine vergleichsweise geringe Rückstellkraft auf das Bremspedal wirkt, während über den an den ersten Verschiebebereich angrenzenden zweiten Verschiebebereich die Rückstellkraft exponentiell zunimmt. Der erste Verschiebebereich korrespondiert dabei mit dem anfänglichen Überbrücken eines Lüftspiel einer Radbremse bei einer Betätigung der Bremse, wobei nur eine geringe Rückstellkraft auf das Bremspedal wirkt. Sobald das Lüftspiel überwunden ist und Reibbelag auf den Bremsscheiben aufliegen, nimmt die Rückstellkraft auf das Bremspedal bei einer weiteren Betätigung des Bremspedals sehr stark zu, was auf die ab diesem Punkt stattfindende Verformung der Reibbelag und der Radbremse an sich zurückzuführen ist. Diese starke Zunahme der Rückstellkraft kann dann durch die zweite Rückstellvorrichtung dargestellt werden.By appropriately designing the individual resetting devices, it can be achieved, for example, that only a comparatively small resetting force acts on the brake pedal over the first displacement area, while the resetting force increases exponentially over the second displacement area adjoining the first displacement area. The first displacement range corresponds to the initial bridging of a clearance of a wheel brake when the brake is actuated, with only a small restoring force acting on the brake pedal. As soon as the clearance is overcome and the friction lining is in contact with the brake disks, the restoring force on the brake pedal increases very sharply when the brake pedal is pressed again, which is due to the deformation of the friction lining and the wheel brake itself that takes place from this point on. This strong increase in the restoring force can then be represented by the second restoring device.
Zur Darstellung der Rückstellkraft über den ersten Verschiebebereich, ist nach einer weiteren Ausführung vom vorgesehen, dass die erste Rückstellvorrichtung eine Torsionsfeder aufweist. Dabei ist die Torsionsfeder vorzugsweise so ausgelegt, dass sie eine Verformung nur eine geringe Rückstellkraft entgegensetzt. Die Rückstellkraft ist dabei vorzugsweise gerade so groß, dass ein Bremspedal zwar in seiner Ruhelage zurückgetrieben wird, jedoch zur Verschiebung des Bremspedals aus seiner Ruhelage nur eine geringe Kraft benötigt wird.To represent the restoring force over the first displacement range, it is provided according to a further embodiment of FIG. 1 that the first restoring device has a torsion spring. The torsion spring is preferably designed in such a way that it only opposes a deformation with a small restoring force. The restoring force is preferably just so great that a brake pedal is driven back in its rest position, but only a small force is required to move the brake pedal from its rest position.
Insbesondere ist noch eine Ausführungsform vorgesehen, dass die Torsionsfeder einen ersten Federschenkel und einen zweiten Federschenkel aufweist, wobei bei einer Veränderung des Winkels zwischen dem ersten Federschenkel und dem zweiten Federschenkel aus einer Ruhelage der Federschenkel zueinander die Torsionsfeder eine Rückstellkraft auf die Federschenkel in Richtung der Ruhelage der Federschenkel bewirkt. Über die Federschenkel der Torsionsfeder kann dann eine Anlenkung der Torsionsfeder an den Betätigungsmechanismus des Bremspedals erfolgen.In particular, another embodiment is provided that the torsion spring has a first spring leg and a second spring leg, the torsion spring exerting a restoring force on the spring legs in the direction of the rest position when the angle between the first spring leg and the second spring leg changes from a rest position of the spring legs to one another the spring leg causes. The torsion spring can then be articulated to the actuation mechanism of the brake pedal via the spring legs of the torsion spring.
Hierzu ist nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass der zweite Scherenarm ein Mitnahmeelement aufweist, das dazu ausgebildet ist, in den ersten Federschenkel der Torsionsfeder einzugreifen. Bei dem Mitnahmeelement kann sich beispielsweise um einen Stift vermieden Bolzen handeln, der vorzugsweise stoffschlüssig mit dem Scherenarm verbunden, oder einteilig mit dem Scherenarm ausgeführt ist.For this purpose, it is provided according to a further embodiment that the second scissor arm has a driver element which is designed to engage in the first spring leg of the torsion spring. The entrainment element can be, for example, a pin, avoided bolt, which is preferably connected to the scissor arm in a materially bonded manner, or is made in one piece with the scissor arm.
Um eine Kompression der Torsionsfeder bei einer Verschiebung des Scherenarms zu erzeugen, ist ein Widerlager für einen zweiten Federschenkel der Torsionsfeder notwendig. Dementsprechend ist nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass der zweite Federschenkel der Torsionsfeder an einer schwenkbar gelagerten Federscheibe abgestützt ist. Die Federscheibe kann beispielsweise aus einem Metall bestehen und ist vorzugsweise einteilig ausgeführt. Ferner ist nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die Federscheibe um die erste Schwenkachse schwenkbar gelagert ist. Vorzugsweise ist nach einer weiteren Ausführungsform dabei auch vorgesehen, dass die Torsionsfeder auf der ersten Schwenkachse gelagert ist.In order to compress the torsion spring when the scissor arm is displaced, an abutment for a second spring leg of the torsion spring is necessary. Accordingly, according to a further embodiment it is provided that the second spring leg of the torsion spring is supported on a pivotably mounted spring washer. The spring washer can for example consist of a metal and is preferably made in one piece. Furthermore, according to a further embodiment it is provided that the spring washer is mounted pivotably about the first pivot axis. According to a further embodiment, it is preferably also provided that the torsion spring is mounted on the first pivot axis.
Zur Abstützung der Federscheibe gegen eine Rotation um die erste Schwenkachse ist nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die zweite Rückstellvorrichtung mit einem ersten Ende an der Federscheibe angelenkt ist. Dabei ist vorzugsweise nach einer weiteren Ausführungsform der Anlenkpunkt der zweiten Rückstellvorrichtung an der Federscheibe von der ersten Schenkachse beanstandet. Hierdurch kann die zweite Rückstellvorrichtung ein Drehmoment auf die Federscheibe bewirken, was einem durch die erste Rückstellvorrichtung bzw. die Torsionsfeder ausgeübten Drehmoment auf die Federscheibe entgegenwirkt und folglich eine Rotation der Federscheibe zunächst verhindert.In order to support the spring washer against rotation about the first pivot axis, a further embodiment provides that the second restoring device is articulated with a first end on the spring washer. According to a further embodiment, the articulation point of the second restoring device on the spring washer is preferably spaced apart from the first pivot axis. As a result, the second restoring device can produce a torque on the spring washer, which counteracts a torque exerted on the spring washer by the first restoring device or the torsion spring and consequently initially prevents the spring washer from rotating.
Die zweite Rückstellvorrichtung ist dabei noch eher bevorzugten Ausführungsform so ausgestaltet, dass die zweite Rückstellvorrichtung eine Spiralfeder und wenigstens ein elastisches Element, insbesondere ein Elastomer, aufweist. Dabei ist nach einer weiteren Ausführungsform die Anordnung des elastischen Elements und der Spiralfeder so gewählt, dass die durch die zweite Rückstellvorrichtung verursachte Zunahme der Rückstellkraft über einen ersten Kraftbereich nur durch die Spiralfeder und über einen zweiten Kraftbereich durch die Spiralfeder und das elastische Element bewirkt wird.The second return device is designed in a more preferred embodiment in such a way that the second return device has a spiral spring and at least one elastic element, in particular an elastomer. According to a further embodiment, the arrangement of the elastic element and the spiral spring is chosen so that the increase in the restoring force caused by the second restoring device is brought about over a first force range only by the spiral spring and over a second force range by the spiral spring and the elastic element.
Folglich wird durch die zweite Rückstellvorrichtung eine Kraft-Weg Charakteristik bereitgestellt, welche in zwei Bereiche unterteilt ist. In einem ersten Bereich nimmt die Rückstellkraft, die von der zweiten Rückstellvorrichtung bewirkt wird, zunächst nur geringfügig zu, wobei die Rückstellkraft allein durch die Spiralfeder bereitgestellt wird. An diesen ersten Bereich schließt sich ein zweiter Bereich an, bei dem die von der zweiten Rückstellvorrichtung bewirkte Rückstellkraft mit einer weiteren Kompression der Rückstellvorrichtung stark ansteigt, was durch die Kombination aus Spiralfeder und elastischen Element bewirkt wird. Dies entspricht dem Verhalten einer klassischen, hydraulischen Bremse, bei der nach einer anfänglichen, leicht zu bewerkstelligen Kompression der Reibbeläge bei einer weiteren Betätigung der Radbremse zunehmend auch eine Verformung des Bremssattels zu der Rückstellkraft auf das Bremspedal beiträgt.As a result, the second restoring device provides a force-displacement characteristic which is divided into two areas. In a first area, the restoring force that is brought about by the second restoring device initially only increases slightly, the restoring force being caused solely by the Coil spring is provided. This first area is followed by a second area in which the restoring force caused by the second restoring device increases sharply with further compression of the restoring device, which is brought about by the combination of spiral spring and elastic element. This corresponds to the behavior of a classic hydraulic brake, in which, after an initial, easy-to-accomplish compression of the friction linings, when the wheel brake is actuated further, deformation of the brake caliper also increasingly contributes to the restoring force on the brake pedal.
Ein besonders kompakter Aufbau der zweiten Rückstellvorrichtung wird dabei nach einer weiteren Ausführungsform dadurch erzielt, dass das elastische Element innerhalb der Spiralfeder ausgebildet ist. Dabei ist nach einer weiteren Ausführungsform die zweite Rückstellvorrichtung vorzugsweise in Form eines Federbeins ausgebildet.According to a further embodiment, a particularly compact design of the second restoring device is achieved in that the elastic element is formed within the spiral spring. According to a further embodiment, the second reset device is preferably designed in the form of a spring strut.
Hierzu ist nach einer weiteren Ausführungsform ferner vorgesehen, dass das elastische Element ringförmig oder röhrenförmig ausgebildet ist, sodass es in dem Federbein innerhalb der Spiralfeder angeordnet werden kann, wobei das elastische Element hierbei vorzugsweise ein Führungselements des Federbeins umschließt.To this end, according to a further embodiment, it is further provided that the elastic element is annular or tubular so that it can be arranged in the spring strut within the spiral spring, the elastic element preferably enclosing a guide element of the spring strut.
Um eine Kompression der Spiralfeder bei einer Kompression des Federbeins zu bewirken, ist nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die zweite Rückstellvorrichtung zwei Federteller aufweist, zwischen denen die Spiralfeder angeordnet ist.In order to bring about a compression of the spiral spring when the spring strut is compressed, a further embodiment provides that the second return device has two spring plates, between which the spiral spring is arranged.
Wie zuvor bereits ausgeführt wurde, ist der Rückstellmechanismus vorzugsweise so ausgeführt, dass über einen ersten Bereich Rückstellkraft durch die erste Rückstellvorrichtung bewirkt wird während über einen zweiten Bereich die Rückstellkraft durch die zweite Rückstellvorrichtung bewirkt wird. Hierzu ist nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die Federscheibe einen radialen Vorsprung aufweist, wobei das Mitnahmeelement des zweiten Scherenarms nach einem Verschwenken des zweiten Scherenarms um einen definierten Schwenkwinkel in Eingriff mit dem radialen Vorsprung kommt. Folglich wandert ab einem Auftreffen des Mitnahmeelements des zweiten Scherenams auf den radialen Vorsprung die Federscheibe mit einer Bewegung des zweiten Scherenarms mit, sodass die Torsionsfeder ab diesem Zeitpunkt nicht mehr weiter komprimiert wird. Vielmehr wird ab diesem Zeitpunkt die Rückstellkraft allein durch die zweite Rückstellvorrichtung bereitgestellt. Folglich wird durch die Lage des radialen Vorsprungs der Punkt festgelegt, an dem ein Übergang von der ersten Rückstellvorrichtung auf die zweite Rückstellvorrichtung erfolgt. Die Kraft-Weg Kennlinie der Pedalbetätigungseinheit kann daher durch entsprechende Positionierung des radialen Vorsprungs eingestellt werden.As already stated above, the restoring mechanism is preferably designed such that a restoring force is brought about by the first restoring device over a first region, while the restoring force is brought about by the second restoring device over a second region. For this purpose, it is provided according to a further embodiment that the spring washer has a radial projection, the entrainment element of the second scissor arm coming into engagement with the radial projection after pivoting the second scissor arm by a defined pivot angle. As a result, as soon as the entrainment element of the second scissor arm strikes the radial projection, the spring washer moves with a movement of the second scissor arm, so that the torsion spring is no longer compressed from this point in time. Rather, from this point in time, the restoring force is provided solely by the second restoring device. Consequently, the position of the radial projection defines the point at which a transition from the first reset device to the second reset device takes place. The force-displacement characteristic of the pedal actuation unit can therefore be adjusted by appropriate positioning of the radial projection.
Um ein Widerlager für eine Kompression der zweiten Rückstellvorrichtung bereitzustellen, ist nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die zweite Rückstellvorrichtung mit einem zweiten Ende an der Tragstruktur befestigt ist. Ferner ist nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die erste Schwenkachse in der Tragstruktur gelagert ist.In order to provide an abutment for a compression of the second restoring device, it is provided according to a further embodiment that the second restoring device is fastened with a second end to the support structure. Furthermore, according to a further embodiment, it is provided that the first pivot axis is mounted in the support structure.
Vorzugsweise erfolgt dabei die Erfassung des Fahrerbremswunsches durch Sensorik an den mechanischen Elementen.The driver brake request is preferably detected by sensors on the mechanical elements.
Zur Bestimmung eines den Fahrerbremswunsch anzeigenden Bremsbetätigungssignals bei einer Betätigung der Pedalbetätigungseinheit ist nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die Pedalbetätigungseinheit wenigstens eine Sensorvorrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, den Grad der Auslenkung des Bremspedals aus dessen Ruhelage zu detektieren. Der Grad der Auslenkung kann dann in ein Bremsbetätigungssignal konvertiert werden, dass an die Bremsanlage, bzw. ein entsprechendes Steuergerät übermittelt wird. Auf Grundlage des Bremsbetätigungssignals wird dann durch die Bremsanlage ein Bremsdruck erzeugt.To determine a brake actuation signal indicating the driver's brake request when the pedal actuation unit is actuated, a further embodiment provides that the pedal actuation unit has at least one sensor device that is designed to detect the degree of deflection of the brake pedal from its rest position. The degree of deflection can then be converted into a brake actuation signal that is transmitted to the brake system or a corresponding control device. A brake pressure is then generated by the brake system on the basis of the brake actuation signal.
Dabei ist nach einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung dazu ausgebildet ist, einen Drehwinkel des zweiten Scherenarms um die erste Schwenkachse relativ zu dessen Ruhelage zu bestimmen. Hierzu ist die Sensorverrichtung nach einer bevorzugten Ausführungsform auf der ersten Schwenkachse angeordnet.According to a preferred embodiment, it is provided that the sensor device is designed to determine an angle of rotation of the second scissor arm about the first pivot axis relative to its rest position. For this purpose, according to a preferred embodiment, the sensor device is arranged on the first pivot axis.
Alternativ oder zusätzlich kann die Sensorvorrichtung auch dazu ausgebildet sein, eine lineare Verschiebung wenigstens eines Elements des Scherenmechanismus zu bestimmen. Aus einem bekannten Übersetzungsverhältnis des Scherenmechanismus zwischen einer Verschiebung des Bremspedals und einer Verschiebung des überwachten Elements kann dann ebenfalls ein Betätigungssignal abgeleitet werden.Alternatively or additionally, the sensor device can also be designed to determine a linear displacement of at least one element of the scissors mechanism. An actuation signal can then likewise be derived from a known transmission ratio of the scissors mechanism between a displacement of the brake pedal and a displacement of the monitored element.
Die möglichen Vorteile einer zuvor beschriebenen Pedalbetätigungseinheit sind:
- - Die Pedalbetätigungseinheit kann im Fußraum eines Fahrzeugs frei positioniert werden,
- - die Verbindung von Fußraum zu Motorraum kann hinter dem Bremspedal entfallen, da die zur Steuerung der Bremsanlage benötigten Signale über andere Wege übermittelt werden,
- - die Pedalbetätigungseinheit ist wartungsfrei, da keine Flüssigkeiten enthalten sind,
- - die Pedalbetätigungseinheit ist nahezu verschleißfrei, da keine Dichtelemente vorhanden sind,
- - Es sind keine Präzisionsbauteile notwendig, sodass die Pedalbetätigungseinheit kostengünstig hergestellt werden kann,
- - Es ist eine geschlossene Bauweise möglich, sodass keine Pedalblockade auftreten kann
- - Bezüglich der Sensorauswahl und Positionierung der Sensorik kann die Pedalbetätigungseinheit flexibel angepasst werden,
- - Die Pedalkennlinie kann auf einfache Art und Weise durch Änderung der Rückstellvorrichtungen angepasst werden,
- - Durch das integrierte elastische Element ist eine kompakte Bauweise möglich,
- - Die erzeugte Pedalkennlinie weist aufgrund der Reihenschaltung der Rückstellvorrichtungen keine Unstetigkeiten auf,
- - Es ist eine einsatzspezifische Modulbauweise möglich.
- - The pedal actuation unit can be freely positioned in the footwell of a vehicle,
- - The connection from footwell to engine compartment behind the brake pedal can be omitted, as the signals required to control the brake system are transmitted via other channels,
- - the pedal actuation unit is maintenance-free as it does not contain any liquids,
- - the pedal actuation unit is almost wear-free as there are no sealing elements,
- - No precision components are necessary, so that the pedal actuation unit can be manufactured inexpensively,
- - A closed construction is possible so that no pedal blockage can occur
- - With regard to the sensor selection and positioning of the sensors, the pedal actuation unit can be flexibly adapted,
- - The pedal characteristic can be easily adapted by changing the reset devices,
- - The integrated elastic element enables a compact design,
- - The generated pedal characteristic has no discontinuities due to the series connection of the resetting devices,
- - A use-specific modular design is possible.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 eine Explosionsdarstellung einer Pedalbetätigungseinheit, -
2 eine Detaildarstellung einer als Federbein ausgebildeten zweiten Rückstellvorrichtung, -
3 eine perspektivische Ansicht der Pedalbetätigungseinheit, -
4 eine weitere perspektivische Ansicht der Pedalbetätigungseinheit und -
5 eine seitliche Ansicht der Pedalbetätigungseinheit.
-
1 an exploded view of a pedal operating unit, -
2 a detailed representation of a second resetting device designed as a spring strut, -
3 a perspective view of the pedal actuation unit, -
4th a further perspective view of the pedal operating unit and -
5 a side view of the pedal actuator.
Im Folgenden werden einander ähnliche oder identische Merkmale mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.In the following, similar or identical features are identified with the same reference symbols.
Die
Die Bolzen
Auf der durch den Bolzen
Die gewünschte Kraft-Weg-Kennlinie der Pedalbetätigungseinheit
Nach einem gewissen Weg des Bremspedals
Das Federbein
Zur Detektion einer Betätigung des Bremspedals
Die zuvor beschriebene Pedalbetätigungseinheit
Zusammenfassend beruht die Idee der Erfindung auf Gestaltung einer mechanischen Pedalbetätigungseinheit ohne Hydraulikflüssigkeit. Die Simulation des Pedalgefühls erfolgt über eine Schaltung von Federn zur Darstellung der einer für ein Bremspedal üblichen Kraft-Weg-Kennlinie. Die zu erfassende Weg wird in einer Scherenmechanik übersetzt. Somit kann auf den sonst üblichen Pedalarm verzichtet werden, was eine kompaktere Bauform ermöglicht.In summary, the idea of the invention is based on the design of a mechanical pedal actuation unit without hydraulic fluid. The pedal feel is simulated by switching springs to represent the force-displacement characteristic curve that is usual for a brake pedal. The path to be recorded is translated into a scissor mechanism. This means that the usual pedal arm can be dispensed with, which enables a more compact design.
Claims (17)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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-
2019
- 2019-10-09 DE DE102019215491.3A patent/DE102019215491A1/en active Pending
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