EP4377171A1 - Betätigungseinrichtung einer brake-by-wire bremsenvorrichtung eines kraftfahrzeugs, insbesondere eines neigefahrzeugs - Google Patents

Betätigungseinrichtung einer brake-by-wire bremsenvorrichtung eines kraftfahrzeugs, insbesondere eines neigefahrzeugs

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EP4377171A1
EP4377171A1 EP22732195.7A EP22732195A EP4377171A1 EP 4377171 A1 EP4377171 A1 EP 4377171A1 EP 22732195 A EP22732195 A EP 22732195A EP 4377171 A1 EP4377171 A1 EP 4377171A1
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EP
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piston
actuating
restoring
actuating element
brake
Prior art date
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Pending
Application number
EP22732195.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Braun
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Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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Filing date
Publication date
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    • G05G2505/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member

Definitions

  • the invention relates to an actuating device of a brake-by-wire brake device of a motor vehicle, in particular a tilting vehicle.
  • brake-by-wire brake In motor vehicles there is currently a trend towards equipping motor vehicles with a brake-by-wire brake. This refers to brakes that are controlled by means of electronic signals to build up a braking force. In such cases, these so-called brake-by-wire brakes replace the hydraulic brake control.
  • the wheel to be braked here usually includes the front wheel, with the rear wheel being able to be braked by a brake-by-wire brake.
  • the actuation of the brake-by-wire brake is almost without resistance, since no hydraulic pressure has to be counteracted. It is difficult here to give a driver of the motor vehicle, in particular of the tilting vehicle, a realistic impression of the braking effect when actuating an actuating element, as he is used to from a hydraulic brake.
  • the object of an embodiment of the invention is an actuation of a brake-by-wire brake device of a motor vehicle, in particular a nes tilting vehicle, with which a driver of a motor vehicle triggered by actuating the actuating element braking effect can be reported back in a simplified manner.
  • an actuating device of a brake-by-wire brake device of a motor vehicle in particular a tilting vehicle
  • at least one actuating element that can be actuated by muscle power and that can be transferred from an unactuated rest position into at least one working position by muscle power
  • at least one control unit which comprises at least one sensor element by which the position of the actuating element can be detected directly or indirectly, and by which a braking force of a brake that can be actuated by the control unit can be adjusted as a function of the working position of the actuating element detected by the sensor means
  • at least one restoring unit through which the actuating element can be pretensioned or is pretensioned with a restoring force in the unactuated rest position, the restoring force of the restoring unit and the braking force set by the control unit on the brake increasing with the Increase deviation of the respective working position from the rest position of the actuator.
  • the actuating device includes a restoring unit, in which the restoring force increases as the deviation of the respective working position from the rest position of the actuating element increases, the user of the motor vehicle who actuates the actuating element with muscle power receives immediate feedback.
  • the restoring force of the restoring unit can be designed to correspond to the braking force on the brake.
  • a hydraulic system is simulated by the actuating device.
  • the actuating element can be a manually operable actuating element or an actuating element which can be actuated by a foot. If the actuating element can be operated manually, this can include a handbrake, for example. If the actuating element can be actuated by a foot, it can comprise a pedal, for example.
  • the motor vehicle can in principle include any motor vehicle.
  • it may include a passenger car, truck, truck, or tilting vehicle.
  • a tilting vehicle is understood to mean bicycles, motorcycles or motor vehicles similar to motorcycles, such as scooters, in particular two-, three- or four-wheeled scooters, scooters, tiltable trikes, quads or the like.
  • Embodiments of the actuating device are conceivable in which the restoring force of the restoring unit and the braking force set by the control unit on the brake increase linearly or progressively as the deviation of the respective working position from the rest position of the actuating element increases.
  • a hydraulic system can be simulated in a simple manner.
  • the actuator can be made compact.
  • a deviation of the respective working position from the rest position of the actuating element can be understood as an actuating distance.
  • the actuating element can be transferred along a translational direction, ie perform a linear movement, or rotated about a bearing unit, ie perform a rotational movement about a rotary axis.
  • the deviation from the rest position in the direction of the working position encompasses the linear distance, and in the case of a rotation about an axis of rotation, for example, a change in angle.
  • the actuating element is rotatable about a bearing unit
  • the restoring unit and the bearing unit comprise a common, one-piece component
  • the restoring unit for example, comprises a torsion spring or the like.
  • At least one housing body can be provided which is arranged on or in a frame element of the motor vehicle and is fixed in place with respect to the frame element or which is formed by a section of the frame element which has a cavity which is at least is accessible from one side from the outside via an opening in the housing body and in which the restoring unit is arranged and connected directly or indirectly to the actuating element.
  • the reset unit can be spatially separated from the actuating element and is held by a housing body and protects against contamination.
  • the actuating device comprises at least one piston which is arranged in the cavity between the return unit and the opening and which has a transverse section a hollow-cylindrical section of the cavity corresponding, in particular complementary, cross-section and which is supported at one end on the restoring unit and connected to the end facing away from the restoring unit with the actuating element and whose kinematics are coupled to the actuating element.
  • the piston is kinematically coupled to the actuating element and because the piston has a cross section that corresponds to the cross section of the hollow cylindrical section of the cavity, the piston can be guided along a translation direction within the cavity, in particular in the area of the hollow cylindrical section be gone.
  • the piston is arranged in a rest position when the actuating element is in the rest position and when the actuating element is transferred into the at least one working position it is transferred into a working position corresponding to the working position and/or if the part the restoring force acting on the piston in the resting position is minimal and is increased in the at least one working position with respect to the resting position.
  • the kinematics of the actuating element can be transferred to the piston in such a way that the restoring force of the restoring unit when the actuating element is transferred from the rest position to the working beits ein is achieved beitsposition in a transfer of the piston from the rest position to the Ar, wherein the restoring force acting on the piston and thereby on the actuating element is increased by transferring the piston from the Ru heposition to the working position.
  • one embodiment of the actuating device comprises a coupling means which is rotatably fixed to the piston and rotatable to the actuating element and through which a movement of the actuating element to move the piston to the piston is transferrable.
  • the coupling means is rotatably fixed both on the piston and on the actuating element, the actuating force can be transmitted from the actuating element and vice versa without tilting.
  • the sensor means of the control unit directly detects a movement of the actuating element or of the piston. It has proven to be advantageous if the control unit comprises at least one magnetic element which is fixed in place on the piston and whose position in the cavity can be detected by the sensor means of the control unit, the restoring force of the restoring unit and the braking force set by the control unit on the brake also being involved increasing working position of the piston that deviates from the resting position.
  • the senor means can be arranged in the cavity of the housing body or can rest against the housing body from outside the cavity of the housing body.
  • control unit at least one comprises a magnetic element which is fixed in place on the piston and whose position in the cavity can be detected by the sensor means of the control unit, the restoring force of the restoring unit and the braking force set by the control unit on the brake increasing as the working position of the piston deviates increasingly from the rest position.
  • the magnet element Due to the fact that the magnet element is fixed in place on the piston, the magnet element can be transferred with the piston from a rest position to a working position. In such a case, this change in position or the exact position of the magnetic element can be detected by the sensor means.
  • a corresponding braking force on the brake can be set by the control unit.
  • the sensor means can be implemented simply and inexpensively if the sensor means of the control unit includes a Hall sensor.
  • the restoring unit comprises at least one plunger element, which engages with a rod-shaped projection in a recess of the piston designed to correspond, in particular complementary, to the cross section of the projection and if the Restoring unit comprises at least one spring element which is supported on the one hand Anlagen on egg nem plate portion of the plunger element and on the other hand on the piston and which surrounds the rod-shaped projection of the plunger element.
  • the plunger element comprises a rod-shaped projection which corresponds, in particular complementarily, to the cross section of the Projection trained recess of the piston engages, the ram is selelement, or the piston in a relative movement to each other out. Due to the fact that a spring element is arranged between the plate section of the plunger element and the piston, the spring element is compressed when the piston is transferred from the rest position to the working position and thereby counteracts the movement of the piston and thus the actuating element with a linearly increasing restoring force.
  • the restoring unit comprises at least one compression body, in particular an elastomer, which is arranged on the side of the plunger element facing away from the piston and is supported on the one hand on the plunger element and on the other hand on a housing boundary and/or that the restoring unit comprises at least one insulator fixed to the piston, and that the escape space is closed, in particular in its entirety, on the side facing away from the opening with respect to the sealing element.
  • Flier notebook leads a transfer of the piston from the rest position to the working position to egg nem compressing the gas in the Flealraum, whereby an additional restoring force is generated in the opposite direction to the transfer direction of the piston from the rest position to the working position.
  • the object can be achieved by a motor vehicle, in particular a tilting vehicle, with an actuating device with at least one of the aforementioned features.
  • FIG. 1 shows a sectional view of a first exemplary embodiment of the actuating device.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of an actuating device of a brake-by-wire brake device of a motor vehicle, provided overall with reference number 2.
  • the actuating device 2 comprises an actuating element 4 which can be actuated by muscle power.
  • the actuating element 4 can be converted from an unactuated rest position R into at least one working position A by muscle power.
  • the actuating device 2 also includes a control unit 6, which includes at least one sensor element 8, through which the position of the actuating element 4 can be detected directly or indirectly.
  • a control unit 6 which includes at least one sensor element 8, through which the position of the actuating element 4 can be detected directly or indirectly.
  • the position of the actuating element 4 can be indirectly detected by the control unit 6, in particular by the at least one sensor element 8, which will be discussed in more detail later.
  • a braking force can be controlled by the control unit 6 Brake (not shown in the figures) depending on the detected by the Sen sorelement 8 working position A of the actuating element 4 adjustable bar.
  • the actuating device 2 includes a restoring unit 10.
  • the restoring force of the restoring unit 10 and the braking force set by the control unit 6 on the brake correspond to the muscle power, in particular to the position of the actuating element 4.
  • the restoring force of the restoring unit 10 and the braking force on the brake also increase.
  • the actuating device 2 comprises a housing body 12 in which the restoring unit 10 is arranged.
  • the housing body 12 is formed by a frame element of the motor vehicle.
  • a flea space 14 is formed, in which the reset unit 10 is arranged on a side facing away from an opening 16 in the housing body 12 side.
  • a piston 18 is arranged in the flea chamber 14, which is connected to the actuating element 4 via a coupling means 20.
  • the piston 18 has a cross section which is designed to correspond, in particular complementarily, to a cross section of a hollow-cylindrical section 22 of the cavity space 14 .
  • the piston 18 is guided along a transfer direction through the inner wall of the cavity 14, at least in the region of the hollow-cylindrical section 22.
  • the piston 18 is coupled to the actuating element 4 via the coupling means 20 in terms of its kinematics.
  • Flier note is the piston 18 of a Rest position, in which the actuating element 4 is also in the rest position R (as shown in Figure 1) can be converted into a working position when the actuating element 4 is moved into the working position A (not shown in the figure).
  • the piston 18 is arranged with a side facing away from the opening 16 lying directly against the restoring unit 10 in the flea chamber 14 .
  • the restoring unit 10 comprises a plunger element 24 which comprises a rod-shaped projection 26 which engages in a recess 28 of the piston 18 which corresponds, in particular complementarily, to the cross section of the projection 26 .
  • the plunger element 24 includes a plate section 30, with which the plunger element 24 can be supported on an inner wall of the flea chamber 14 bar.
  • the restoring unit 10 comprises a spring element 32 which is supported on the plate section 30 of the plunger element 24 on the one hand and on the piston 18 on the other hand.
  • the resetting unit 10 in the exemplary embodiment shown in FIG. Furthermore, the return unit 10 in the exemplary embodiment shown in Figure 1 comprises an insulator 38, which is fixed in place on the piston 18 and with which the flea chamber 14 is enclosed on the side of the insulator 38 facing away from the opening 16, and the magnetic field does not affect the spring element ment 32 is transmitted.
  • the sensor element 8 is formed by a flat sensor.
  • a magnet element 40 is arranged on the piston 18 which is fixed in place on the piston 18 and whose position in the flea chamber 14 can be detected by the sensor element 8 .
  • the actuation element 4 When actuating the actuating element 4 by muscle power, the actuation element 4 is transferred from a rest position R to a working position A.
  • the movement of the actuating element 4 by transferring the piston 18 from the rest position to the working position is transmitted by the coupling means 20 connected to the actuating element 4 .
  • the movement of the piston 18 is counteracted by the restoring unit 10, with an increase in the change in position of the piston 18 from the rest position to a working position, a restoring force acting on the piston 18 increasing. This can also be experienced by the user on the actuating element 4, who must first overcome the restoring force of the restoring unit 10 in order to further transfer the actuating element 4 from one working position A to another working position A, which is even further away from the rest position R.
  • rod-shaped projection 26 of the plunger element 24 is arranged entirely in the recess 28, in other words it is in block, as the piston 18 moves further only the spring rate of the compression body 34 acts until it completely fills the cavity 14 in the housing body 12 fills up.
  • a braking force of a brake of the braking device is correspondingly increased with increasing deflection of the piston 18 from the rest position into the working position.
  • muscle power, restoring force and braking force correspond to each other.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Betätigungseinrichtung (2) einer Brake-by-Wire Bremsenvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Neigefahrzeugs, mit mindestens einem durch Muskelkraft betätigbaren Betätigungselement (4), das von einer unbetätigten Ruhestellung (R) durch Muskelkraft in mindestens eine Arbeitsstellung (A) überführbar ist, mit mindestens einer Steuereinheit (6), die mindestens ein Sensorelement (8) umfasst, durch das die Stellung des Betätigungselements (4) mittelbar oder unmittelbar erfassbar ist, und durch die eine Bremskraft einer durch die Steuereinheit (6) ansteuerbaren Bremse in Abhängigkeit der durch das Sensormittel erfassten Arbeitsstellung (A) des Betätigungselements (4) einstellbar ist, und mit mindestens einer Rückstelleinheit (10), durch die das Betätigungselement (4) mit einer Rückstellkraft in die unbetätigte Ruhestellung (R) vorspannbar oder vorgespannt ist, wobei die Rückstellkraft der Rückstelleinheit (10) und die durch die Steuereinheit (6) an der Bremse eingestellte Bremskraft mit Zunahme der Abweichung der jeweiligen Arbeitsstellung (A) von der Ruhestellung (R) des Betätigungselements (4) zunehmen.

Description

Betätigungseinrichtung einer Brake-by-Wire Bremsenvorrichtung eines Kraft fahrzeugs, insbesondere eines Neigefahrzeugs
Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung einer Brake-by-Wire Brem senvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Neigefahrzeugs.
Bei Kraftfahrzeugen besteht derzeit die Entwicklung, die Kraftfahrzeuge mit einer Brake-by-Wire Bremse auszustatten. Hierunter werden Bremsen ver standen, die mittels elektronischer Signalgebung zum Aufbau einer Brems kraft angesteuert werden. Diese so genannten Brake-by-Wire Bremsen er setzen solchenfalls die Ansteuerung der Bremse mittels Hydraulik.
Aus Gründen der Ausfallsicherheit, ist bei Neigefahrzeugen jedoch mindes tens eine Bremse nach wie vor als hydraulische Bremse auszubilden. Das hierbei zu bremsende Rad umfasst meist Vorderrad, wobei das Hinterrad durch eine Brake-by-Wire Bremse bremsbar ist.
Das Betätigen der Brake-by-Wire Bremse ist nahezu widerstandslos, da kei nem hydraulischen Druck entgegengearbeitet werden muß. Hierbei gestaltet es sich als schwierig, einem Fahrer des Kraftfahrzeugs, insbesondere des Neigefahrzeugs, beim Betätigen eines Betätigungselements einen realisti schen Eindruck über die Bremswirkung zu vermitteln, wie er dieses von einer hydraulischen Bremse gewohnt ist.
Aufgabe eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, eine Betätigung einer Brake-by-Wire Bremsenvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere ei- nes Neigefahrzeugs, vorzuschlagen, mit der einem Fahrereines Kraftfahr zeugs eine durch Betätigen des Betätigungselements ausgelöste Bremswir kung vereinfacht rückmeldbar ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Betätigungseinrichtung einer Brake-by- Wire Bremsenvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Neige fahrzeugs, mit mindestens einem durch Muskelkraft betätigbaren Betäti gungselement, das von einer unbetätigten Ruhestellung durch Muskelkraft in mindestens eine Arbeitsstellung überführbar ist, mit mindestens einer Steuer einheit, die mindestens ein Sensorelement umfasst, durch das die Stellung des Betätigungselements mittelbar oder unmittelbar erfassbar ist, und durch die eine Bremskraft einer durch die Steuereinheit ansteuerbaren Bremse in Abhängigkeit der durch das Sensormittel erfassten Arbeitsstellung des Betä tigungselements einstellbar ist, und mit mindestens einer Rückstelleinheit, durch die das Betätigungselement mit einer Rückstellkraft in die unbetätigte Ruhestellung vorspannbar oder vorgespannt ist, wobei die Rückstellkraft der Rückstelleinheit und die durch die Steuereinheit an der Bremse eingestellte Bremskraft mit Zunahme der Abweichung der jeweiligen Arbeitsstellung von der Ruhestellung des Betätigungselements zunehmen.
Dadurch, dass die Betätigungseinrichtung eine Rückstelleinheit umfasst, bei der die Rückstellkraft mit Zunahme der Abweichung der jeweiligen Arbeits stellung von der Ruhestellung des Betätigungselements zunimmt, erfährt der Benutzer des Kraftfahrzeugs, der das Betätigungselement durch Muskelkraft betätigt, unmittelbar eine Rückmeldung.
Hierbei kann die Rückstellkraft der Rückstelleinheit korrespondierend zur Bremskraft an der Bremse ausgebildet sein. Durch die Zunahme der Rück stellkraft der Rückstelleinheit in Abhängigkeit der Zunahme der Abweichung der jeweiligen Arbeitsstellung von der Ruhestellung des Betätigungsele ments, wird durch die Betätigungseinrichtung ein hydraulisches System si muliert.
Bei dem Betätigungselement kann es sich um ein handbetätigbares Betäti gungselement oder um ein durch einen Fuß betätigbares Betätigungsele ment handeln. Wenn das Betätigungselement handbetätigbar ist, kann die ses beispielsweise eine Handbremse umfassen. Wenn das Betätigungsele ment durch einen Fuß betätigbar ist, kann dieses beispielsweise ein Pedal umfassen.
Das Kraftfahrzeug kann grundsätzlich ein beliebiges Kraftfahrzeug umfassen. Beispielsweise kann es einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen, ei nen Transportwagen oder ein Neigefahrzeug umfassen.
Unter einem Neigefahrzeug werden Fahrräder, Motorräder oder motorrad ähnliche Kraftfahrzeuge, wie Motorroller, insbesondere zwei-, drei- oder vier rädrige Motorroller, Scooter, neigbare Trikes, Quads oder Dergleichen ver standen.
Es sind Ausführungsformen der Betätigungseinrichtung denkbar, bei denen die Rückstellkraft der Rückstelleinheit und die durch die Steuereinheit an der Bremse eingestellte Bremskraft mit Zunahme der Abweichung der jeweiligen Arbeitsstellung von der Ruhestellung des Betätigungselements linear oder progressiv zunehmen.
Wenn die Rückstellkraft und die Bremskraft mit Zunahme der Abweichung der jeweiligen Arbeitsstellung von der Ruhestellung des Betätigungselements linear zunehmen, kann auf einfache Weise ein hydraulisches System simu liert werden. Wenn die Rückstellkraft und die Bremskraft progressiv zunehmen, kann die Betätigungseinrichtung kompakt ausgebildet werden.
Unter einer Abweichung der jeweiligen Arbeitsstellung von der Ruhestellung des Betätigungselements kann eine Betätigungsstrecke verstanden werden. Beispielsweise kann das Betätigungselement entlang einer Translationsrich tung überführt werden, also eine lineare Bewegung vollführen, oder um eine Lagereinheit gedreht werden, also eine Rotationsbewegung um eine Dreh achse durchführen. Bei einer linearen Bewegung umfasst solchenfalls die Abweichung von der Ruhestellung in Richtung Arbeitsstellung die lineare Strecke und bei einer Rotation um eine Drehachse beispielsweise eine Win kelveränderung.
Grundsätzlich ist es denkbar, beispielsweise wenn das Betätigungselement um eine Lagereinheit drehbar ist, dass die Rückstelleinheit und die Lagerein heit ein gemeinsames, einstückiges Bauteil umfassen und die Rückstellein heit beispielweise eine Torsionsfeder oder Dergleichen umfasst.
Darüber hinaus kann bei einer Ausführungsform der Betätigungseinrichtung mindestens ein Gehäusekörper vorgesehen sein, der an oder in einem Rah menelement des Kraftfahrzeugs angeordnet und bezüglich des Rahmenele ments ortsfest festgelegt ist oder der durch einen Abschnitt des Rahmenele ments ausgebildet ist, der einen Hohlraum aufweist, der zumindest von einer Seites aus über eine Öffnung im Gehäusekörper von außen zugänglich ist und in dem die Rückstelleinheit angeordnet und mit dem Betätigungselement mittelbar oder unmittelbar verbunden ist.
Hierdurch ist die Rückstelleinheit räumlich vom Betätigungselement trennbar und durch einen Gehäusekörper gehalten und gegen Verschmutzung ge schützt. Um das Überführen des Betätigungselements von der Ruhestellung in eine Arbeitsstellung in einer Translationsbewegung zu übersetzen, ist bei einer Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform vorgesehen, dass die Betäti gungseinrichtung mindestens einen Kolben umfasst, der im Hohlraum zwi schen Rückstelleinheit und Öffnung angeordnet ist, der einen zum Quer schnitt eines hohlzylindrischen Abschnitt des Hohlraum korrespondierenden, insbesondere komplementären, Querschnitt umfasst und der mit einem Ende an der Rückstelleinheit abgestützt und mit dem der Rückstelleinheit abge wandten Ende mit dem Betätigungselement verbunden und dessen Kinema tik an das Betätigungselement gekoppelt ist.
Dadurch, dass der Kolben kinematisch mit dem Betätigungselement gekop pelt ist und dadurch, dass der Kolben einen zum Querschnitt des hohlzylind rischen Abschnitts des Hohlraums korrespondierenden Querschnitt umfasst, kann der Kolben innerhalb des Hohlraums, insbesondere im Bereich des hohlzylindrischen Abschnitts, entlang einer Translationsrichtung geführt be wegt werden.
Bei einer Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Kolben in der Ruhestellung des Betätigungselements in einer Ruheposition angeordnet ist und beim Überführen des Betätigungsele ments in die mindestens eine Arbeitsstellung in eine zur Arbeitsstellung kor respondierende Arbeitsposition überführt wird und/oder wenn die seitens der Rückstelleinheit auf den Kolben wirkende Rückstellkraft in der Ruheposition minimal ist und in der mindestens einen Arbeitsposition bezüglich der Ruhe position gesteigert ist.
Solchenfalls kann eine Übertragung der Kinematik des Betätigungselements auf dem Kolben derart erfolgen, dass die Rückstellkraft der Rückstelleinheit beim Überführen des Betätigungselements von der Ruhestellung in die Ar- beitsstellung in ein Überführen des Kolbens von der Ruheposition in die Ar beitsposition erreicht wird, wobei durch Überführen des Kolbens von der Ru heposition in die Arbeitsposition die Rückstellkraft, die auf dem Kolben und hierdurch auf das Betätigungselement wirkt, gesteigert ist.
Um ein Übertragen der Bewegung und der Kräfte zwischen Betätigungsele ment und Kolben zu gewährleisten, umfasst ein Ausführungsbeispiel der Be tätigungsvorrichtung ein Koppelmittel, das drehbar am Kolben und drehbar am Betätigungselement festgelegt ist und durch das eine Bewegung des Be tätigungselements zum Bewegen des Kolbens auf den Kolben übertragbar ist.
Dadurch, dass das Koppelmittel sowohl am Kolben als auch am Betätigungs element drehbar festgelegt ist, ist ein Übertragen der Betätigungskraft sei tens des Betätigungselements und umgekehrt ohne Verkanten ermöglicht.
Grundsätzlich ist es denkbar, dass das Sensormittel der Steuereinheit eine Bewegung des Betätigungselements, bzw. des Kolbens unmittelbarerfasst. Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die Steuereinheit mindestens ein Magne telement umfasst, das am Kolben ortsfest festgelegt ist und dessen Position im Hohlraum durch das Sensormittel der Steuereinheit erfassbar ist, wobei die Rückstellkraft der Rückstelleinheit und die durch die Steuereinheit an der Bremse eingestellte Bremskraft mit zunehmend von der Ruheposition abwei chender Arbeitsposition des Kolbens zunehmen.
Das Sensormittel kann solchenfalls im Hohlraum des Gehäusekörpers ange ordnet sein oder außerhalb des Hohlraums des Gehäusekörpers, von außen am Gehäusekörper anliegen.
Wenn das Sensormittel außerhalb des Hohlraums am Gehäusekörper an liegt, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Steuereinheit mindestens ein Magnetelement umfasst, das am Kolben ortsfest festgelegt ist und dessen Position im Hohlraum durch das Sensormittel der Steuereinheit erfassbar ist, wobei die Rückstellkraft der Rückstelleinheit und die durch die Steuereinheit an der Bremse eingestellte Bremskraft mit zunehmend von der Ruheposition abweichender Arbeitsposition des Kolbens zunehmen.
Dadurch, dass das Magnetelement am Kolben ortsfest festgelegt ist, ist das Magnetelement mit dem Kolben von einer Ruheposition in eine Arbeitsposi tion überführbar. Diese Positionsänderung bzw. die genaue Position des Magnetelements ist solchenfalls durch das Sensormittel erfassbar. In Abhän gigkeit der Position des Magnetelements, die der Position des Kolbens, wes sen Position wiederum von der Arbeitsstellung des Betätigungselements ab hängt, kann eine korrespondierende Bremskraft an der Bremse durch die Steuereinheit eingestellt werden.
Das Sensormittel lässt sich bei Verwenden eines Magnetelements einfach und kostengünstig realisieren, wenn das Sensormittel der Steuereinheit ei nen Hall-Sensor umfasst.
Um das Betätigungselement einfach und kostengünstig in die Ruhestellung vorzuspannen, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Rückstelleinheit min destens ein Stösselelement umfasst, das mit einem stabförmigen Vorsprung in eine korrespondierend, insbesondere komplementär, zum Querschnitt des Vorsprungs ausgebildeten Ausnehmung des Kolbens eingreift und wenn die Rückstelleinheit mindestens ein Federelement umfasst, das einerseits an ei nem Tellerabschnitt des Stösselelements und andererseits am Kolben abge stützt ist und das den stabförmigen Vorsprung des Stösselelements umgibt.
Dadurch, dass das Stösselelement einen stabförmigen Vorsprung umfasst, der korrespondierend, insbesondere komplementär, zum Querschnitt des Vorsprungs ausgebildete Ausnehmung des Kolbens eingreift, ist das Stös- selelement, bzw. der Kolben bei einer Relativbewegung zueinander führbar. Dadurch, dass zwischen dem Tellerabschnitt des Stösselelements und dem Kolben ein Federelement angeordnet ist, wird das Federelement beim Über führen des Kolbens von der Ruheposition in die Arbeitsposition komprimiert und wirkt hierdurch mit einer linear ansteigenden Rückstellkraft der Bewe gung des Kolbens und dadurch dem Betätigungselement entgegen.
Ferner ist bei einer Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform vorgese hen, dass die Rückstelleinheit mindestens einen Kompressionskörper, insbe sondere ein Elastomer, umfasst, der auf der dem Kolben abgewandten Seite des Stösselelements angeordnet ist und einerseits am Stösselelement und andererseits an einer Gehäusebegrenzung abgestützt ist und/oder dass die Rückstelleinheit mindestens ein am Kolben festgelegten Isolator umfasst, und dass der Flohlraum auf der der Öffnung abgewandten Seite bezüglich des Dichtelements, insbesondere in Gänze, geschlossen ist.
Durch das Vorsehen eines Kompressionskörpers wird zusätzlich zum Vorse hen des Federelements ein zusätzliches Element vorgeschlagen, das bei Komprimierung mit einer entsprechenden Rückstellkraft in Richtung auf den Kolben wirkt.
Dieser Effekt kann weiter verstärkt werden, wenn am Kolben der Isolator festgelegt ist und wenn der Flohlraum auf der der Öffnung abgewandten Seite bezüglich des Isolators in Gänze geschlossen ist. Flierdurch führt ein Überführen des Kolbens von der Ruheposition in die Arbeitsposition zu ei nem Komprimieren des im Flohlraum befindlichen Gases, wodurch eine zu sätzliche Rückstellkraft in entgegen der Überführungsrichtung des Kolbens von der Ruheposition in die Arbeitsposition erzeugt wird. Darüber hinaus kann die Aufgabe gelöst werden durch ein Kraftfahrzeug, ins besondere ein Neigefahrzeug, mit einer Betätigungseinrichtung mit mindes tens einen der zuvor genannten Merkmale.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Betäti gungseinrichtung.
In der Zeichnung zeigt:
Figur 1 Eine Schnittansicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel der Be tätigungseinrichtung.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer insgesamt mit dem Bezugszei chen 2 versehenen Betätigungseinrichtung einer Brake-by-Wire-Bremsvor- richtung eines Kraftfahrzeugs. Die Betätigungseinrichtung 2 umfasst ein Be tätigungselement 4, das durch Muskelkraft betätigbar ist. Das Betätigungs element 4 ist von einer unbetätigten Ruhestellung R durch Muskelkraft in mindestens eine Arbeitsstellung A überführbar.
Die Betätigungseinrichtung 2 umfasst darüber hinaus eine Steuereinheit 6, die mindestens ein Sensorelement 8 umfasst, durch das die Stellung des Be tätigungselements 4 mittelbar oder unmittelbar erfassbar ist. Bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist durch die Steuereinheit 6, insbesondere durch das mindestens eine Sensorelement 8, die Stellung des Betätigungs elements 4 mittelbar erfassbar, worauf später genauer eingegangen wird.
Durch die Steuereinheit 6 ist in Abhängigkeit der Stellung des Betätigungs elements 4 eine Bremskraft einer durch die Steuereinheit 6 ansteuerbaren Bremse (in den Figuren nicht dargestellt) in Abhängigkeit der durch das Sen sorelement 8 erfassten Arbeitsstellung A des Betätigungselements 4 einstell bar.
Um das Betätigungselement 4 in die unbetätigte Ruhestellung R zurückzu führen, umfasst die Betätigungsvorrichtung 2 eine Rückstelleinheit 10. Die Rückstellkraft der Rückstelleinheit 10 und die durch die Steuereinheit 6 an der Bremse eingestellte Bremskraft, korrespondieren mit der Muskelkraft, insbesondere mit der Stellung des Betätigungselements 4. Mit zunehmender Abweichung der Arbeitsstellung A des Betätigungselements von der Ruhe stellung R nehmen auch Rückstellkraft der Rückstelleinheit 10 und Brems kraft an der Bremse zu.
Bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Betätigungs einrichtung 2 einen Gehäusekörper 12, in dem die Rückstelleinheit 10 ange ordnet ist. Der Gehäusekörper 12 ist bei dem in Figur 1 gezeigten Ausfüh rungsbeispiel durch ein Rahmenelement des Kraftfahrzeugs gebildet.
In dem Gehäusekörper 12 ist ein Flohlraum 14 ausgebildet, in dem die Rück stelleinheit 10 auf einer einer Öffnung 16 im Gehäusekörper 12 abgewandten Seite angeordnet ist. Zwischen der Rückstelleinheit 10 und der Öffnung 16 im Gehäusekörper 12 ist im Flohlraum 14 ein Kolben 18 angeordnet, der über ein Koppelmittel 20 mit dem Betätigungselement 4 verbunden ist. Der Kolben 18 umfasst einen Querschnitt, der korrespondierend, insbesondere komple mentär, zu einem Querschnitt eines hohlzylindrischen Abschnitts 22 des Flohlraums 14 ausgebildet ist. Flierdurch wird der Kolben 18 beim Überführen entlang einer Überführungsrichtung durch die Innenwand des Flohlraums 14, zumindest im Bereich des hohlzylindrischen Abschnitts 22, geführt.
Der Kolben 18 ist über das Koppelmittel 20 bezüglich seiner Kinematik mit dem Betätigungselement 4 gekoppelt. Flierdurch ist der Kolben 18 von einer Ruheposition, in der sich auch das Betätigungselement 4 in der Ruhestellung R befindet (wie in Figur 1 dargestellt) in eine Arbeitsposition überführbar, wenn das Betätigungselement 4 in die Arbeitsstellung A überführt wird (in der Figur nicht dargestellt).
Der Kolben 18 ist mit einer der Öffnung 16 abgewandten Seite unmittelbar an der Rückstelleinheit 10 anliegend im Flohlraum 14 angeordnet. Die Rückstel leinheit 10 umfasst ein Stösselelement 24, das einen stabförmigen Vor sprung 26 umfasst, der in einer korrespondierend, insbesondere komplemen tär, zum Querschnitt des Vorsprungs 26 ausgebildeten Ausnehmung 28 des Kolbens 18 eingreift.
Darüber hinaus umfasst das Stösselelement 24 einen Tellerabschnitt 30, mit dem das Stösselelement 24 an einer Innenwand des Flohlraumes 14 abstütz bar ist. Ferner umfasst die Rückstelleinheit 10 ein Federelement 32, das ei nerseits am Tellerabschnitt 30 des Stösselelements 24 und andererseits am Kolben 18 abgestützt ist.
Bei einem Überführen des Kolbens 18 von der Ruheposition in die Arbeitspo sition wird solchenfalls das Federelement 32 komprimiert, wodurch eine Rückstellkraft entgegen der Überführungsrichtung von der Ruheposition in die Arbeitsposition erhöht wird. Hierbei wird zusätzlich das Bewegen des Kol bens 18 in Richtung auf die Rückstelleinheit 10 durch das Eingreifen des stabförmigen Vorsprungs 26 des Stösselelements 24 in die Ausnehmung 28 des Kolbens 18 geführt.
Darüber hinaus umfasst die Rückstelleinheit 10 bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel einen Kompressionskörper 34, der auf der dem Kolben 18 abgewandten Seite des Stösselelements 24 angeordnet ist und der sich gegenüber Stösselelement 24 und einer Gehäusebegrenzung 36 abstützt. Ferner umfasst die Rückstelleinheit 10 bei dem in Figur 1 gezeigten Ausfüh rungsbeispiel einen Isolator 38, das ortsfest am Kolben 18 festgelegt ist und mit dem der Flohlraum 14 auf der der Öffnung 16 abgewandten Seite des Isolators 38 umschlossen ist, und das Magnetfeld nicht auf das Federele ment 32 übertragen wird.
Um mittelbar eine Position des Betätigungselements 4 zu erfassen, ist bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel das Sensorelement 8 durch ei nen Flall-Sensor gebildet. Um die Position des Betätigungselements 4 mittel bar erfassen zu können, ist am Kolben 18 ein Magnetelement 40 angeordnet, das ortsfest am Kolben 18 festgelegt ist und dessen Position im Flohlraum 14 durch das Sensorelement 8 erfassbar ist.
Im Folgenden wird die Wirkungsweise der Betätigungseinrichtung 2 kurz be schrieben:
Beim Betätigen des Betätigungselements 4 durch Muskelkraft wird das Betä tigungselement 4 von einer Ruhestellung R in eine Arbeitsstellung A über führt. Durch das mit dem Betätigungselement 4 verbundene Koppelmittel 20 wird die Bewegung des Betätigungselements 4 durch Überführen des Kol bens 18 von der Ruheposition in die Arbeitsposition übertragen. Dem Bewe gen des Kolbens 18 wirkt die Rückstelleinheit 10 entgegen, wobei mit Zu nahme der Positionsveränderung des Kolbens 18 von der Ruheposition in eine Arbeitsposition eine auf den Kolben 18 wirkende Rückstellkraft steigt. Diese ist auch am Betätigungselement 4 durch den Benutzer erfahrbar, der zum weiteren Überführen des Betätigungselements 4 von einer Arbeitsstel lung A in eine weitere Arbeitsstellung A, die von der Ruhestellung R noch weiter entfernt ist, zunächst die Rückstellkraft der Rückstelleinheit 10 über winden muss. Wenn der der stabförmige Vorsprung 26 des Stösselelements 24 in Gänze in der Ausnehmung 28 angeordnet ist, in anderen Worten auf Block ist, wirkt beim weiteren Bewegen des Kolbens 18 nur noch die Federrate des Kom pressionskörpers 34 bis dieser den Hohlraum 14 im Gehäusekörper 12 kom plett auffüllt.
Über die Steuereinheit 6, insbesondere das Sensorelement 8, wird mit zu nehmender Auslenkung des Kolbens 18 von der Ruheposition in die Arbeits position korrespondierend eine Bremskraft einer Bremse der Bremsvorrich tung erhöht. Hierdurch korrespondieren Muskelkraft, Rückstellkraft und Bremskraft miteinander.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung, können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination in der Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Bezugszeichenliste
2 Betätigungseinrichtung
4 Betätigungselement
6 Steuereinheit
8 Sensorelement
10 Rückstelleinheit
12 Gehäusekörper
14 Hohlraum
16 Öffnung
18 Kolben
20 Koppelmittel
22 hohlzylindrischer Abschnitt
24 Stösselelement
26 Vorsprung
28 Ausnehmung
30 Tellerabschnitt
32 Federelement
34 Kompressionskörper
36 Gehäusebegrenzung
38 Isolator
40 Magnetelement
R Ruhestellung
A Arbeitsstellung

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Betätigungseinrichtung (2) einer Brake-by-Wire Bremsenvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Neigefahrzeugs, mit mindestens ei nem durch Muskelkraft betätigbaren Betätigungselement (4), das von ei ner unbetätigten Ruhestellung (R) durch Muskelkraft in mindestens eine Arbeitsstellung (A) überführbar ist, mit mindestens einer Steuereinheit (6), die mindestens ein Sensorelement (8) umfasst, durch das die Stellung des Betätigungselements (4) mittelbar oder unmittelbar erfassbar ist, und durch die eine Bremskraft einer durch die Steuereinheit (6) ansteuerbaren Bremse in Abhängigkeit der durch das Sensormittel erfassten Arbeitsstel lung (A) des Betätigungselements (4) einstellbar ist, und mit mindestens einer Rückstelleinheit (10), durch die das Betätigungselement (4) mit ei ner Rückstellkraft in die unbetätigte Ruhestellung (R) vorspannbar oder vorgespannt ist, wobei die Rückstellkraft der Rückstelleinheit (10) und die durch die Steuereinheit (6) an der Bremse eingestellte Bremskraft mit Zu nahme der Abweichung der jeweiligen Arbeitsstellung (A) von der Ruhe stellung (R) des Betätigungselements (4) zunehmen.
2. Betätigungseinrichtung (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellkraft der Rückstelleinheit (10) und die durch die Steuer einheit (6) an der Bremse eingestellte Bremskraft mit Zunahme der Ab weichung der jeweiligen Arbeitsstellung (A) von der Ruhestellung (R) des Betätigungselements (4) linear oder progressiv zunehmen.
3. Betätigungseinrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch mindestens einen Gehäusekörper (12), der an oder in einem Rah menelement des Kraftfahrzeugs angeordnet und bezüglich des Rahmen elements ortsfest festgelegt ist oder der durch einen Abschnitt des Rah menelements ausgebildet ist, der einen Hohlraum (14) aufweist, der zu mindest von einer Seites aus über eine Öffnung (16) im Gehäusekörper (12) von außen zugänglich ist und in dem die Rückstelleinheit (10) ange ordnet und mit dem Betätigungselement (4) mittelbar oder unmittelbar verbunden ist.
4. Betätigungseinrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Kolben (18), der im Hohlraum (14) zwischen Rückstelleinheit (10) und Öffnung (16) angeordnet ist, der einen zum Querschnitt eines hohlzylindrischen Abschnitt (22) des Hohlraums (14) korrespondierenden, insbesondere komplementären, Querschnitt umfasst und der mit einem Ende an der Rückstelleinheit (10) abgestützt und mit dem der Rückstelleinheit (10) abgewandten Ende mit dem Betätigungs element (4) verbunden und dessen Kinematik an das Betätigungselement (4) gekoppelt ist.
5. Betätigungseinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 4, dadurch ge kennzeichnet, dass der Kolben (18) in der Ruhestellung (R) des Betäti gungselements (4) in einer Ruheposition (R) angeordnet ist und beim Überführen des Betätigungselements (4) in die mindestens eine Arbeits stellung (A) in eine zur Arbeitsstellung (A) korrespondierende Arbeitsposi tion überführt wird und/oder dass die seitens der Rückstelleinheit (10) auf den Kolben (18) wirkende Rückstellkraft in der Ruheposition (R) minimal ist und in der mindestens einen Arbeitsposition bezüglich der Ruheposi tion (R) gesteigert ist.
6. Betätigungseinrichtung (2) nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch mindestens ein Koppelmittel (20), das drehbar am Kolben (18) und drehbar am Betätigungselement (4) festgelegt ist und durch das eine Be wegung des Betätigungselements (4) zum Bewegen des Kolbens (18) auf den Kolben (18) übertragbar ist.
7. Betätigungseinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (6) mindestens ein Magnetele ment (40) umfasst, das am Kolben (18) ortsfest festgelegt ist und dessen Position im Hohlraum (14) durch das Sensormittel der Steuereinheit (6) erfassbar ist, wobei die Rückstellkraft der Rückstelleinheit (10) und die durch die Steuereinheit (6) an der Bremse eingestellte Bremskraft mit zu nehmend von der Ruheposition (R) abweichender Arbeitsposition des Kolbens(18) zunehmen.
8. Betätigungseinrichtung (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormittel der Steuereinheit (6) einen Hall-Sensor umfasst.
9. Betätigungseinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstelleinheit (10) mindestens ein Stös- selelement (24) umfasst, das mit einem stabförmigen Vorsprung (26) in eine korrespondierend, insbesondere komplementär, zum Querschnitt des Vorsprungs (26) ausgebildete Ausnehmung (28) des Kolbens (18) eingreift und dass die Rückstelleinheit (10) mindestens ein Federelement (32) umfasst, dass einerseits an einem Tellerabschnitt (30) des Stös- selelements (24) und andererseits am Kolben (18) abgestützt ist und das den stabförmigen Vorsprung (26) des Stösselelements (24) umgibt.
10. Betätigungseinrichtung (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstelleinheit (10) mindestens einen Kompressionskörper (34), insbesondere ein Elastomer, umfasst, der auf der dem Kolben (18) abgewandten Seite des Stösselelements (24) angeordnet ist und einer seits am Stösselelement (24) und andererseits an einer Gehäusebegren zung (36) abgestützt ist und/oder dass die Rückstelleinheit (10) mindes tens ein am Kolben (18) festgelegten Isolator (38) umfasst, und dass der Hohlraum (14) auf der der Öffnung (16) abgewandten Seite bezüglich des Dichtelements (38) geschlossen ist.
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