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Die Erfindung betrifft ein Bremspedalmodul für ein „Brake-by-wire“-Bremssystem eines Fahrzeugs.
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Bei „Brake-by-wire“-Bremssystemen wird ein Bremswunsch eines Fahrers elektronisch erfasst und die Bremsen des Fahrzeugs mittels eines oder mehrerer rein elektrischer Aktuatoren betätigt. Dazu kann vorgesehen sein, dass den Bremsen der einzelnen Räder jeweils ein elektromotorischer Aktuator zugeordnet ist, wie es beispielsweise bei einer „EMB“ (Elektro-Motorische Bremse) bekannt ist. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass ein elektrohydraulischer Aktuator zentral angesteuert wird, um die Bremsen in konventioneller Weise hydraulisch zu betätigen, wie es beispielsweise bei einem „IBS“ (Integrated Brake System) bekannt ist. Des Weiteren kann ein „Brake-by-wire“-Bremssystem als Mischsystem ausgeführt sein, indem die Bremsen einer Fahrzeugachse, beispielsweise die der Vorderräder, einem „IBS“ zugeordnet sind und die Bremsen einer anderen Fahrzeugachse, beispielsweise die der Hinterräder, jeweils als „EMB“ ausgestaltet sind.
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Da bei „Brake-by-wire“-Bremssystemen in der Regel keine mechanische Verbindung zwischen einem Bremspedal und den Bremsen vorhanden ist, wird für den Fahrer ein Rückwirkverhalten des Bremspedals simuliert, beispielsweise hydraulisch. Genauer gesagt wirkt bei der Betätigung des Bremspedals mit zunehmendem Hub ein größerer Widerstand.
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Derartige Hydrauliksysteme ermöglichen zwar eine gute Simulation eines Rückwirkverhaltens des Bremspedals, sie sind jedoch aufwendig, was die Integration in eine Fahrzeugumgebung betrifft.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bremspedalmodul bereitzustellen, das sich besonders einfach in einen Fahrzeugbauraum integrieren lässt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Bremspedalmodul für ein „Brake-by-wire“-Bremssystem eines Fahrzeugs, mit einem Trägerbauteil zum fahrzeugseitigen Befestigen des Bremspedalmoduls, einem schwenkbar am Trägerbauteil gelagerten Bremspedal und einer Dämpfungseinheit, die zum Erzeugen eines Widerstands bei einer Betätigung des Bremspedals an einem Ende mit dem Bremspedal und am anderen Ende mit dem Trägerbauteil mechanisch gekoppelt ist, wobei das Bremspedalmodul eine in sich kräftemäßig geschlossene, vormontierte Baueinheit ist.
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Indem das Bremspedalmodul eine in sich kräftemäßig geschlossene, vormontierte Baueinheit ist, wird der Vorteil erreicht, dass das Bremspedalmodul besonders einfach in einer Bauraumumgebung platziert werden kann. Die Bauteile sind aneinander so gehaltert, dass außer der Befestigung der Baueinheit am Fahrzeug keine zusätzliche mechanische Abstützung einiger dieser Bauteile am Fahrzeug aufgrund der kräftemäßig geschlossenen Baueinheit nötig ist. Auch die Montage im Bauraum ist vereinfacht, da lediglich das Trägerbauteil fahrzeugseitig befestigt werden muss. Zudem kann das Bremspedalmodul besonders kompakt ausgebildet sein.
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Erfindungsgemäß sind also alle Komponenten des Bremspedalmoduls am Trägerbauteil gelagert.
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Das Bremspedal kann durch eine Strebe gebildet sein, die an einem ersten Ende eine Betätigungsfläche hat, welche von einem Fahrer zum Signalisieren eines Fahrerwunsches betätigt werden kann, und an einem zum ersten Ende entgegengesetzten Ende in einem Drehgelenk am Trägerbauteil gelagert ist. Auf diese Weise kann das Bremspedal besonders einfach am Trägerbauteil aufgehängt werden.
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Die Dämpfungseinheit ist vorzugsweise zwischen den Enden des Bremspedals mit diesem gekoppelt. Dadurch lässt sich das Bremspedalmodul besonders kompakt ausbilden. Konkret ist in diesem Fall die Dämpfungseinheit in dem Raum angeordnet, der ohnehin zwischen dem Trägerbauteil und dem Bremspedal vorhanden ist, um eine Betätigungsbewegung des Bremspedals zu ermöglichen.
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Die Dämpfungseinheit ist beispielsweise mittels eines Betätigungsstößels mit dem Bremspedal gekoppelt, wobei der Betätigungsstößel gelenkig am Bremspedal gelagert ist, insbesondere mittels eines Drehgelenks oder eines Kugelgelenks. Durch die gelenkige Verbindung zwischen Betätigungsstößel und Bremspedal lässt sich eine Schwenkbewegung des Bremspedals in eine rein lineare Bewegung des Betätigungsstößels übersetzen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Trägerbauteil schalenförmig und in gegenüberliegenden Seitenwandabschnitten ist eine Schwenkachse für das Bremspedal gelagert, welche sich zwischen den Seitenwandabschnitten erstreckt. Die Schalenform ermöglicht folglich eine besonders einfache Lagerung der Schwenkachse. Zudem lässt sich die Form der Schale besonders gut an eine Bauraumumgebung anpassen.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform hat das Trägerbauteil eine Platte und mindestens eine sich ausgehend von der Platte erstreckende Strebe, wobei die Dämpfungseinheit an der Platte befestigt ist und das Bremspedal an der Strebe schwenkbar gelagert ist. Somit lassen sich sowohl die Dämpfungseinheit als auch das Bremspedal besonders einfach am Trägerbauteil befestigen.
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Beispielsweise erstrecken sich ausgehend von der Platte des Trägerbauteils zwei Streben parallel zueinander, wobei sich die Schwenkachse des Bremspedals zwischen den Streben erstreckt.
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In dem Trägerbauteil kann eine Aussparung für die Dämpfungseinheit vorhanden sein und die Dämpfungseinheit kann in die Aussparung eingesteckt sein, insbesondere von einer vom Bremspedal weg gerichteten Seite des Trägerbauteils. Durch das Einstecken in die Aussparung kann die Dämpfungseinheit am Trägerbauteil in einer definierten Position ausgerichtet werden. Eine besonders genaue Positionierung wird erreicht, wenn die Dämpfungseinheit einen unrunden Querschnitt hat und die Aussparung entsprechend geformt ist.
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Die Dämpfungseinheit ist beispielsweise pneumatisch in sich geschlossen. Konkret ist ein Gehäuse der Dämpfungseinheit pneumatisch in sich geschlossen. Ein besonderer Vorteil hierbei ist, dass an der Dämpfungseinheit keine Fluidanschlüsse vorhanden sind bzw. keine Fluidleitungen an die Dämpfungseinheit angeschlossen werden müssen. Somit kann das Bremspedalmodul als separate Einheit gefertigt werden und unabhängig von anderen Komponenten oder Fluidleitungen in einer Bauraumumgebung positioniert werden. Zudem kann die Dämpfungseinheit dadurch besonders kompakt sein.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Bremspedalmodul eine Sensoreinheit zum Detektieren eines Bremswunsches eines Fahrers. Insbesondere wird ein Bremswunsch elektronisch erfasst. Basierend auf dem detektierten Bremswunsch kann ein Signal an die den Rädern zugeordneten Aktuatoren weitergeleitet werden, welche daraufhin eine Bremswirkung erzeugen.
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Die Dämpfungseinheit kann derart mit dem Bremspedal mechanisch gekoppelt sein, dass die Dämpfungseinheit beim Betätigen des Bremspedals auf Druck belastet wird. Dies ermöglicht die bereits erwähnte, besonders bauraumsparende Anordnung der Dämpfungseinheit zwischen dem Bremspedal und dem Trägerbauteil.
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Das erfindungsgemäße Bremspedalmodul eignet sich zur Verwendung in einem „Brake-by-wire“-Bremssystem, das vorzugsweise mit „EMB“-Bremsen ausgerüstet ist und/oder als „IBS“-System ausgestaltet ist.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beiliegenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1 schematisch ein erfindungsgemäßes Bremspedalmodul,
- - 2 ein erfindungsgemäßes Bremspedalmodul in einer perspektivischen Ansicht,
- - 3 das erfindungsgemäße Bremspedalmodul aus 2 in einer Seitenansicht,
- - 4 das erfindungsgemäße Bremspedalmodul aus 2 in einer Frontansicht,
- - 5 das erfindungsgemäße Bremspedalmodul aus 2 in einer Ansicht von unten,
- - 6 einen Schnitt durch eine Dämpfungseinheit des erfindungsgemäßen Bremspedalmoduls,
- - 7 ein erfindungsgemäßes Bremspedalmodul gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht, und
- - 8 das Bremspedalmodul aus 7 in einer weiteren Ansicht.
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1 zeigt schematisch ein Bremspedalmodul 10 für ein „Brake-by-wire“-Bremssystem eines Fahrzeugs.
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Das Bremspedalmodul 10 dient insbesondere dazu, einen Bremswunsch eines Fahrers elektronisch zu detektieren.
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Das Bremspedalmodul 10 umfasst ein schwenkbar gelagertes Bremspedal 12 und eine Dämpfungseinheit 14, die mit dem Bremspedal 12 mechanisch gekoppelt ist. Genauer gesagt ist die Dämpfungseinheit 14 zwischen den Enden des Bremspedals 12 mit diesem gekoppelt.
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Die Dämpfungseinheit 14 dient zum Erzeugen eines Widerstands bei einer Betätigung des Bremspedals 12.
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Beim Betätigen des Bremspedals 12 wird die Dämpfungseinheit 14 auf Druck belastet.
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Das Bremspedal 12 ist durch eine Strebe 16 gebildet.
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An einem ersten Ende 18 hat die Strebe 16 eine Betätigungsfläche 20, die von einem Fahrer zum Signalisieren eines Bremswunsches gedrückt werden kann. Anders ausgedrückt kann ein Fahrer zum Signalisieren eines Bremswunsches mit dem Fuß einen Druck auf die Betätigungsfläche 20 ausüben.
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Das Bremspedalmodul 10 umfasst außerdem eine Sensoreinheit 22 zum Detektieren eines Bremswunsches eines Fahrers.
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Der Aufbau eines Bremspedalmoduls 10 gemäß einer ersten Ausführungsform wird nachfolgend anhand der 2 bis 5, die ein Bremspedalmodul 10 in verschiedenen Ansichten zeigen, im Detail beschrieben.
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Das Bremspedalmodul 10 hat ein Trägerbauteil 24, das zum fahrzeugseitigen Befestigen des Bremspedalmoduls 10 dient.
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Die übrigen Bestandteile des Bremspedalmoduls 10 sind an dem Trägerbauteil 24 vormontiert. Das bedeutet, dass bei einer Montage des Bremspedalmoduls 10 in einer Bauraumumgebung lediglich das Trägerbauteil 24 fahrzeugseitig befestigt werden muss.
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Das Bremspedalmodul 10 ist eine in sich kräftemäßig geschlossene, vormontierte Baueinheit. Das bedeutet, das Bremspedalmodul 10 stellt eine eigenständige, funktionsfähige Einheit dar, die als Ganzes am Fahrzeug moniert wird, und zwar über das Trägerbauteil 24. Wenn das Bremspedal im unmontierten Zustand außerhalb des Fahrzeugs bewegt wird, lassen sich alle seine Bewegungen ausführen, die auch im eingebauten Zustand möglich sind, weil die Baueinheit kräftemäßig vorab schon geschlossen ausgeführt ist. Folglich lässt sich das Bremspedalmodul 10 besonders einfach und flexibel in einer Bauraumumgebung anordnen.
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Die Dämpfungseinheit 14 ist, wie in den 2 und 3 zu sehen, an einem Ende mit dem Bremspedal 12 und am anderen Ende mit dem Trägerbauteil 24 mechanisch gekoppelt.
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Des Weiteren ist anhand der 2 und 3 zu erkennen, dass die Dämpfungseinheit 14 mittels eines Betätigungsstößels 26 mit dem Bremspedal 12 gekoppelt ist. Der Betätigungsstößel 26 ist gelenkig am Bremspedal 12 gelagert, zum Beispiel mittels eines Drehgelenks oder eines Kugelgelenks.
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Das Bremspedal 12 ist am Trägerbauteil 24 schwenkbar gelagert, und zwar mit einem zum ersten Ende 18 entgegengesetzten Ende 28.
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Genauer gesagt ist das Bremspedal 12 in einem Drehgelenk 30 am Trägerbauteil 24 gelagert (siehe 4).
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Das Trägerbauteil 24 ist vorzugsweise einteilig ausgebildet, zum Beispiel als Kunststoffspritzgussteil. Es ist jedoch auch eine mehrteilige Ausbildung denkbar.
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Gemäß der in den 2 bis 5 dargestellten Ausführungsform hat das Trägerbauteil 24 eine Platte 32 und zwei Streben 34, die sich ausgehend von der Platte 32 erstrecken.
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Die Streben 34 verlaufen parallel zueinander und sind an ihren von der Platte 32 weg gerichteten Enden miteinander verbunden. Dadurch ist das Trägerbauteil 24 besonders stabil.
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Das Bremspedal 12 ist zwischen den Streben 34 schwenkbar aufgehängt, wie es besonders gut in 4 zu sehen ist. Insbesondere ist eine Schwenkachse S für das Bremspedal 12 in den Streben 34 gelagert.
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Die Dämpfungseinheit 14 ist an der Platte 32 befestigt, zum Beispiel verklebt oder verschraubt.
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In 6 ist ein Schnitt durch die Dämpfungseinheit 14 dargestellt.
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Die Dämpfungseinheit 14 umfasst ein Gehäuse 36, in dem ein Kolben 38 aufgenommen und verschiebbar gelagert ist.
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Der Kolben 38 unterteilt das Gehäuse 36 in einen Druckraum 40 und einen Unterdruckraum 42.
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Ausgehend von einer Stirnseite 44 des Kolbens 38 erstreckt sich eine Kolbenstange 46.
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Über die Kolbenstange 46 und den an der Kolbenstange 46 anliegenden Betätigungsstößel 26 ist der Kolben 38 mit dem Bremspedal 12 gekoppelt.
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Der Kolben 38 wird folglich bei einer Betätigung des Bremspedals 12 im Gehäuse 36 verschoben.
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Die Sensoreinheit 22 erfasst einen Verschiebeweg des Kolbens 38, wodurch ein Bremswunsch des Fahrers festgestellt wird.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Widerstand beim Betätigen des Bremspedals 12 durch die Dämpfungseinheit 14 mittels elastischer Elemente 48, 49, 50 erzeugt.
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Beim Verschieben des Kolbens 38 muss ein Fahrer eine Kraft auf das Bremspedal 12 aufbringen, um die elastischen Elemente 48, 49, 50 zu komprimieren, sodass der Fahrer einen Widerstand am Bremspedal 12 wahrnimmt.
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Die elastischen Elemente 48, 49 dienen auch als Rückstellelemente, um den Kolben 38 nach einer Betätigung des Bremspedals 12 wieder in seine Ausgangsstellung zu bewegen.
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Das Gehäuse 36 der Dämpfungseinheit 14 ist pneumatisch in sich geschlossen.
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Der vom Fahrer am Bremspedal 12 wahrgenommene Widerstand kann durch die Dämpfungseinheit 14 auch auf andere Art und Weise erzeugt werden, zum Beispiel mittels einer Druckdifferenz im Druckraum 40 und im Unterdruckraum 42.
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Entscheidend ist vielmehr die Anordnung der Dämpfungseinheit 14 zwischen Bremspedal 12 und Trägerbauteil 24.
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In den 7 und 8 ist ein Bremspedalmodul 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform dargestellt.
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Das in den 7 und 8 dargestellte Bremspedalmodul 10 unterscheidet sich von dem Bremspedalmodul 10 gemäß den 2 bis 5 durch die Form des Trägerbauteils 24.
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Das Trägerbauteil 24 ist insbesondere schalenförmig.
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Die Schwenkachse S für das Bremspedal 12 ist in gegenüberliegenden Seitenwandabschnitten 52, 54 gelagert. Genauer gesagt erstreckt sich die Schwenkachse zwischen den Seitenwandabschnitten 52, 54.
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Ein weiterer Unterschied ist, dass in dem Trägerbauteil 24 eine Aussparung 56 für die Dämpfungseinheit 14 vorhanden ist und die Dämpfungseinheit 14 in die Aussparung 56 eingesteckt ist, und zwar von einer vom Bremspedal 12 weg gerichteten Seite des Trägerbauteils 24.
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Die Dämpfungseinheit 14 kann dann von hinten, also von der vom Bremspedal 12 weg gerichteten Seite des Trägerbauteils 24, am Trägerbauteil 24 verschraubt werden.
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Eine derartige Befestigung der Dämpfungseinheit 14 hat den Vorteil, dass die Schraubpunkte von hinten einfacher zugänglich sind.
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Die in den 7 und 8 gezeigte Befestigung der Dämpfungseinheit 14 lässt sich grundsätzlich auch bei dem in den 2 bis 5 dargestellten Trägerbauteil 24 realisieren, wenn in der Platte 32 eine entsprechende Aussparung vorhanden ist.
