ES2279277T3 - Simulador de pedal de freno para un sistema de frenado "freno por cable". - Google Patents
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Abstract
Un mecanismo emulador en combinación con un pedal de freno de automóvil (16) en un sistema de freno por cable en el que el movimiento de dicho pedal de freno (16) no desplaza fluido hidráulico en los componentes del sistema de freno, incluyendo dicho mecanismo emulador: una cámara (26) que tiene un pistón (24) deslizante en ella y conectado con accionamiento a dicho pedal de freno (16) de manera que sea desplazado por él en una dirección de avance en dicha cámara (26) la carrera de dicho pedal de freno (16); una pieza elastomérica plástica espumada (20) dispuesta en dicha cámara (26) con el fin de ser comprimida por dicho movimiento de avance del pistón en ella, requiriendo dicha pieza elastomérica (20) una tasa exponencial de aumento de la fuerza de pedal que hay que ejercer en dicho pedal de freno (16) cuando dicho pedal de freno (16) se aproxima al final de su carrera, exhibiendo dicha pieza elastomérica (20) histéresis sustancial cuando es comprimida de modo que las fuerzas ejercidas endicho pedal (16) por dicha pieza elastomérica comprimida (20) se reduzcan sustancialmente cuando cese la carrera de dicho pedal de freno (16).
Description
Simulador de pedal de freno para un sistema de
frenado "freno por cable".
Esta invención se refiere a dispositivos para
replicar la "sensación" de pedal de un freno hidráulico
convencional en sistemas de freno operados electrónicamente, a
menudo denominados sistemas de "freno por cable". Se han
propuesto sistemas de freno por cable en los que con el pedal están
asociados sensores de desplazamiento y fuerza que generan señales
usadas para controlar la operación de los frenos de rueda. Al operar
un sistema de freno por cable, un conductor se siente típicamente
más cómodo cuando la sensación de pedal es similar a la sensación
de pedal de un sistema de freno convencional, y así los diseñadores
han intentado lograrla.
Además, es deseable que la presión detectada del
pie corresponda a un efecto de frenado similar en los sistemas de
freno convencionales y de freno por cable.
Una característica principal de la sensación de
pedal de los sistemas convencionales de freno hidráulico es el
efecto de histéresis particular que exhiben los sistemas, en los que
el esfuerzo de pedal requerido para aplicar el freno excede en gran
medida de la fuerza de reacción detectada cuando se libera el pedal.
Una segunda característica es una tasa muy lenta de aumento de la
fuerza del pedal en la etapa inicial de recorrido del pedal,
seguido de un aumento exponencial de la fuerza detectada del pedal
cuando el pedal de freno se aproxima a su posición completamente
aplicada. Así, cualquier dispositivo emulador de sensación de pedal
debe proporcionar un efecto de histéresis y un aumento gradual
lineal inicial de la fuerza del pedal con un aumento exponencial
posterior de la resistencia del pedal cuando el pedal pasa por su
rango de movimiento final. (Véase el diagrama de la figura 3 que
representa una curva de aplicación A, y una curva de liberación
B).
El documento
US-A-5.544.948 describe en
combinación las características siguientes de la reivindicación 1:
un mecanismo emulador en combinación con un pedal de freno de
automóvil en un sistema de freno por cable, incluyendo una cámara
que tiene un pistón deslizante conectado con accionamiento a dicho
pedal de freno para ser movido por él en una dirección de avance en
dicha cámara la carrera de dicho pedal y una pieza de espuma
elastomérica dispuesta en dicha cámara. Las características
correspondientes del método de la reivindicación 6 también se
conocen por este documento.
Se produce histéresis en el contexto de un
control electrónico de un pedal acelerador, como se describe en la
Patente de Estados Unidos 6.360.631 B1, por un dispositivo de
histéresis que induce resistencia de rozamiento creciente al
movimiento del pedal. El dispositivo de histéresis está fijado a la
estructura de soporte e incluye un pistón que engancha el brazo de
pedal y se puede mover dentro de una cámara entre una posición
extendida y una posición hundida a la rotación del brazo de pedal.
Un par de muelles coaxiales de compresión empujan elásticamente el
pistón a la posición extendida. La cámara forma una primera
superficie de rozamiento y el pistón tiene una pluralidad de
dientes que forman una segunda superficie de rozamiento enganchable
con la primera superficie de rozamiento para resistir el movimiento
pivotante del brazo de pedal. El rozamiento entre las superficies
de rozamiento primera y segunda, es decir, la resistencia al
movimiento del pistón, aumenta cuando el pistón se mueve de la
posición extendida hacia la posición hundida. Se obtiene rozamiento
variable porque los dientes forman superficies inclinadas que
enganchan el muelle para acuñar los dientes en una dirección
radialmente hacia fuera para enganchar las superficies de rozamiento
primera y segunda juntamente con la fuerza creciente cuando se
comprimen los muelles. Esta resistencia de rozamiento crea
histéresis porque el rozamiento que debe ser superado para mover el
pedal, es sustancialmente mayor que la fuerza requerida para
mantener simplemente el pedal en una posición hundida, simulando la
sensación de un pedal acelerador mecánico.
Simular la apropiada sensación de pedal con un
sistema de freno por cable presenta requisitos sustancialmente
diferentes de un control de acelerador electrónico debido a estas
diferentes características descritas de sensación del pedal de un
sistema de freno hidráulico.
Es decir, en el caso de fuerzas detectadas de
pedal de freno en un sistema de freno hidráulico, hay un lento
incremento lineal de la fuerza de reacción del pedal cuando el pedal
de freno se aplica primero. En el rango medio aproximado de
recorrido del pedal, la resistencia comienza a aumentar
exponencialmente, aumento exponencial que continúa hasta que se
alcanza la condición completamente aplicada de los frenos.
Después de la liberación, la fuerza de reacción
del pedal disminuye inicialmente muy nítidamente, y a continuación
disminuye linealmente a baja tasa.
Así, hay una relación compleja entre el
movimiento del pedal y la fuerza de reacción detectada del pedal y
también hay un efecto de histéresis porque la fuerza aplicada es
menor que la fuerza de retorno debido a la pérdida de energía en un
sistema hidráulico.
El objeto de la presente invención es
proporcionar un mecanismo simple para permitir la sensación de pedal
en un sistema de freno hidráulico para uso en un sistema de freno
por cable.
El objeto anterior así como otros objetos que
serán evidentes después de la lectura del siguiente memoria
descriptiva y las reivindicaciones se logran con un mecanismo
emulador simple y fiable que hace que el movimiento del pedal de
freno comprima una pieza elastomérica plástica espumada
elásticamente compresible de tal forma que se logre la relación
compleja entre movimiento del pedal y resistencia detectada y
también que proporcione el necesario efecto de histéresis que es
producido por el pedal para operar un sistema de freno hidráulico
convencional. La pieza elastomérica plástica espumada proporciona
una mayor tasa de aumento de la fuerza de reacción después de que
sus vacíos son aplastados sustancialmente, y también se puede
formular fácilmente para proporcionar histéresis.
En una versión modificada, un dispositivo
mecánico de histéresis por muelle como el descrito en la Patente de
Estados Unidos 6.360.631 B1 se combina con la pieza elastomérica
plástica espumada, ambos comprimidos por el pedal de freno.
En otro acercamiento, una pieza elastomérica
plástica espumada que tiene suficiente histéresis inherente se
combina con un muelle mecánico para eliminar la necesidad de un
dispositivo de histéresis separado al mismo tiempo que se adapte
más fácilmente a una función de recorrido de fuerza de un pedal de
un sistema de freno hidráulico convencional.
El muelle también puede ser un muelle de gas o
una pieza elastomérica maciza que pueda ser comprimida en serie con
la pieza elastomérica de espuma o de manera sucesiva por el diseño
de un pistón accionado por pedal de freno.
En otro acercamiento, un dispositivo hidráulico
de resistencia puede ser accionado con el pistón que comprime una
pieza elastomérica plástica espumada.
La figura 1 es una vista gráfica de un conjunto
de pedal de freno incluyendo un mecanismo emulador de sensación de
pedal según la presente invención.
Las figuras 1A-1,
1A-2 y 1A-3 son vistas en sección de
una primera realización de un mecanismo emulador de sensación de
pedal según la presente invención en las etapas de éxito de
aplicación del pedal de freno.
La figura 1B es una vista en sección de una
segunda realización de un mecanismo emulador de sensación de pedal
según la invención.
La figura 1C es una vista en sección de una
tercera realización de un mecanismo emulador de sensación de pedal
según la invención.
La figura 1D es una vista en sección de una
cuarta realización de un mecanismo emulador de sensación de pedal
según la invención.
La figura 1E es una vista en sección de una
quinta realización de un mecanismo emulador de sensación de pedal
según la invención.
La figura 2 es una vista lateral de una forma
especial de una pieza elastomérica usada en el mecanismo emulador
según la presente invención.
La figura 2A es una vista de extremo de la pieza
elastomérica representada en la figura 2.
La figura 2B es una vista de extremo de una
forma alternativa de la pieza elastomérica representada en la figura
2.
La figura 2C es una vista de extremo de otra
forma alternativa de la pieza elastomérica representada en la figura
2.
La figura 2D es una vista lateral de la otra
forma alternativa de la pieza elastomérica representada en la figura
2.
La figura 2E es una vista parcialmente en
sección de otra realización de un mecanismo emulador de sensación de
pedal según la invención.
La figura 3 es un gráfico de carga del pedal en
función de carrera del pedal creado por un dispositivo emulador de
sensación de pedal según la invención.
La figura 4 son varios gráficos de la fuerza del
pedal en función de la carrera del pedal producidos por varias
variaciones de mecanismos emuladores de sensación de pedal según la
invención.
La figura 5A es un diagrama de un conjunto de
pedal de freno y otra realización de un dispositivo emulador de
sensación de pedal según la invención.
La figura 5B es un diagrama de un conjunto de
pedal de freno y es otra realización de un dispositivo emulador de
sensación de pedal según la invención.
La figura 5C es un diagrama de un conjunto de
pedal de freno y es otra realización de un dispositivo emulador de
sensación de pedal según la invención.
La figura 5D es un diagrama de un conjunto de
pedal de freno y es otra realización de un dispositivo emulador de
sensación de pedal según la invención.
La figura 6 es un gráfico de una carga deseada
del pedal en función del desplazamiento y la carga del pedal en
función del desplazamiento producido por un dispositivo emulador
según la presente invención.
En la descripción detallada siguiente, se
empleará determinada terminología específica por razones de claridad
y se describirá una realización particular según los requisitos de
35 USC 112, pero se ha de entender que no se ha previsto limitarla
y que no se deberá interpretar en ese sentido en la medida en que la
invención pueda tomar muchas formas y variaciones dentro del
alcance de las reivindicaciones anexas.
La figura 1 representa una vista de un conjunto
de pedal de freno 10 que incluye un dispositivo emulador de
sensación de pedal de freno 12 para uso con un sistema electrónico
de freno por cable. Una horquilla de pistón 14 está sujeta al pedal
de freno 16 y opera el mecanismo emulador de pedal de freno 12. El
pedal de freno 16 también mueve un sensor de posición 18 para
generar una señal usada por el sistema de freno por cable (no
representado) de forma conocida.
Con referencia a la figura 1A-1,
el mecanismo emulador 12 incluye una pieza elastomérica plástica
espumada 20 confinada entre dos chapas 22 en una cámara 26 a
comprimir por un pistón 44 movido en las direcciones de avance y
retorno por el movimiento del pedal. La pieza elastomérica plástica
de espuma 20 se puede combinar en serie con un dispositivo de
histéresis separado compuesto de un par de muelles coaxiales 20, 32
confinados en una cámara 36 y un pistón 34 como se describe con
detalle en la Patente de Estados Unidos 6.360.631 B1 y como se
representa aquí en las figuras 1A-1,
1A-2, 1A-3, para lograr las
características deseadas de fuerza de reacción del pedal en el
rango completo de recorrido del pedal. Los muelles 30, 32 del
dispositivo de histéresis de la patente '631 son fácilmente
compresibles para crear un aumento gradual lento de la fuerza de
pedal al inicio del recorrido del pedal, para proporcionar parte de
las características deseadas de sensación de
pedal.
pedal.
La pieza elastomérica plástica espumada 20 puede
estar compuesta de un material de espuma de uretano. Los
elastómeros, como la espuma de uretano, tienen por naturaleza una
propiedad de histéresis en la que, cuando se comprimen, no
devuelven toda la energía que se les aplicó. Esto es debido a que
los elastómeros constan de una porción elástica que guarda energía
y vuelve, y una porción viscosa que captura energía y la convierte
en calor. En hecho, la cantidad de histéresis hallada en un uretano
elastomérico puede ser controlada por el fabricante porque la
relación del componente elástico al componente viscoso puede ser
alterada por manipulación química durante la mezcla. Esto significa
que la utilización de una pieza de elastómero de uretano 20 con las
propiedades químicas correctas puestas en serie con el dispositivo
de histéresis 28 puede producir las características deseadas de un
aumento inicial muy gradual de la fuerza de reacción con un aumento
posterior mucho más pronunciado de la fuerza.
Tal material elastomérico de uretano es un
uretano microcelular. Este material tiene diminutos vacíos que,
cuando se comprimen crecientemente plegándolos, hacen que el
material sea más sólido y más duro de comprimir. Esto crea el
aumento exponencial de la fuerza de carga que es una característica
requerida del mecanismo emulador. Este material de uretano también
exhibe un grado significativo de histéresis.
Una pieza elastomérica de uretano microcelular
20 puede estar adaptada para cumplir la relación de carga en
función del recorrido de un pedal de freno alterando la densidad del
material y cambiando la forma de la pieza elastomérica 20. Este
cambio del material o de la forma también puede tener una influencia
en la relación de compresión en función de la deflexión. La figura
6 representa lo exactamente que se puede hacer que la curva de
fuerza-desplazamiento A de tal material se adapte a
una curva de fuerza-desplazamiento deseada B.
Los componentes se pueden colocar en serie en la
cámara 26 que se moldea dentro de una ménsula de montaje de
plástico como se representa en la figura 1.
Las figuras 1A-1,
1A-2 y 1A-3 muestran una sección
transversal de un mecanismo emulador de sensación de pedal 12 en
tres etapas sucesivas de una posición sin carga (figura
1A-1), a una condición parcialmente comprimida
(figura 1A-2) a una posición de recorrido completo
(figura 1 A-3). En la primera etapa el mecanismo de
histéresis 28 y la pieza de uretano 20 no están cargados. En la
etapa dos, cuando se ha aplicado fuerza sustancial, los muelles de
histéresis 30, 32 comienzan a comprimirse haciendo que el pistón 24
aplique una fuerza al interior del cilindro 36. Cuanto más se
comprimen los muelles 30, 32, mayor es la fuerza de pistón ejercida
en las paredes interiores del cilindro 36. En las etapas dos y
tres, el pistón 24 ha avanzado para accionar la chapa delantera 22
contra la superficie 42 y la pieza elastomérica de uretano
microcelular 20 solo se comprime más por el recorrido continuado
del pistón 24, incrementando en gran medida la tasa de aumento de la
fuerza de reacción del pedal.
La ménsula de montaje 40 para el conjunto de
pedal 10 puede ser una ménsula de montaje de plástico para permitir
la integración del mecanismo emulador de sensación de pedal 12 en la
parte inferior de la ménsula 40. Una ménsula de montaje de plástico
tiene las ventajas adicionales de que cuesta menos y es mucho más
ligera que una ménsula de montaje de acero estampado tradicional.
También podría hacerse de otros materiales como zinc troquelado,
aluminio o aleaciones de magnesio.
Como se ha indicado, algunos elastómeros de
espuma tienen las características inherentes de un aumento
exponencial de la fuerza después de una baja tasa lineal inicial de
aumento y también tienen una histéresis inherente cuando la fuerza
de restablecimiento es menor que la fuerza aplicada de modo que se
puede eliminar un mecanismo separado de generación de histéresis
para simplificar la disposición.
Un problema del diseño antes descrito es la
incapacidad del uretano microcelular de mantener sus características
de rendimiento mientras opera bajo temperaturas extremas. El
material de poliuretano exhibe las propiedades de ser muy rígido
bajo temperaturas frías y moderadamente menos rígido bajo
temperaturas calurosas.
Un material elastomérico de espuma silicona
expandida tiene ventajas para esta aplicación. La química singular
resultante de la estructura polimérica de
silicio-oxígeno es responsable de la mayor capacidad
de temperatura de servicio del caucho de silicona. Esta diferencia
básica entre polímeros de silicona y polímeros orgánicos se halla
en la composición de la cadena de la estructura del polímero. Este
enlace silicio-oxígeno es idéntico a la unión
química hallada en materiales altamente estables tal como cuarzo,
vidrio, y arena, y es responsable del destacado rendimiento de las
siliconas a alta temperatura.
La espuma de silicona se puede obtener
comercialmente de varias fuentes.
El uso de una espuma de silicona expandida de
densidad media puede eliminar la necesidad de un mecanismo de
histéresis separado del mecanismo emulador de sensación de pedal
para dar al conductor la deseada sensación de pedal. Una pieza de
caucho de silicona expandido de densidad media puede estar situada
en la parte superior de una ménsula de montaje y provista de una
precarga de una libra por el sistema de pedal. A causa de esta
simplificación, la ménsula de montaje puede ser de tamaño y masa
reducidos, mejorando las consideraciones de empaquetado y peso. La
eliminación del mecanismo de histéresis también reduce el número de
piezas de este conjunto. En general, este diseño es más robusto,
más pequeño, pesa menos y cuesta significativamente menos que el
diseño descrito en primer lugar.
Las figuras 1B-1E muestran
variaciones de una combinación mecánica de
muelle-pieza elastomérica sin usar un dispositivo
de histéresis separado para crear una sensación de pedal
simulado.
En la figura 1B, se ha dispuesto un pistón 44
para comprimir directamente una pieza de espuma elastomérica
plástica 46 en una cámara 48. Se comprime un muelle Belleville 50 en
una segunda cámara 52 a través de un tope con la pieza elastomérica
plástica espumada 46.
En este caso, el material de la pieza
elastomérica plástica espumada 46 proporciona la histéresis
necesaria. La pieza elastomérica plástica espumada 46 y el muelle
50 proporcionan deflexión inicial con una baja tasa de aumento de
fuerza. Cuando la pieza elastomérica de espuma se comprime, su
compresibilidad se reduce y la tasa del muelle 50 también aumenta
creando la tasa exponencial de aumento en posiciones de recorrido
avanzadas.
En la figura 1C, una pieza elastomérica plástica
espumada más corta 54, una pieza elastomérica maciza 56, y un
muelle de compresión helicoidal 58 están montados en la cámara 48
para crear una característica diferente de
fuerza-recorrido, con una relación de
fuerza-recorrido más rígida.
En la figura 1D se representa una sola pieza de
espuma elastomérica más larga 60 con un muelle de compresión
helicoidal más rígido 62 para una característica de
fuerza-recorrido más blanda.
En la figura 1E, un muelle helicoidal más largo
62 está moldeado a una pieza de espuma elastomérica más larga 64
para proporcionar otra característica.
Las piezas elastoméricas de espuma de silicona
expandida se pueden configurar fácilmente para cumplir cualquier
requisito de carga en función de la deflexión. La propiedad de
histéresis, sin embargo, no puede ser controlada tan fácilmente.
Cuánto vuelve el material (es decir, la histéresis) es una
característica directamente relacionada con las propiedades
químicas del material de muelle. Sin embargo, el hecho de que puede
haber menos fuerza que la deseada en la carrera de retorno de un
pedal de freno puede no ser un problema agudo. En tráfico, por
ejemplo, el conductor puede poner el pie en el pedal para disminuir
la velocidad del vehículo y quitar inmediatamente el pie del el
pedal para aplicar el acelerador. En este caso, la realimentación de
la carrera de retorno no es sentida realmente por el conductor.
Cambiar la altura (grosor) de la pieza de espuma
de silicona permite la adaptación preparada a una curva particular
deseada de fuerza-recorrido. (Véase las curvas A, B,
C en la figura 4 que ilustran la curva característica de tres
piezas de espuma de silicona de diferentes longitudes).
Otros varios materiales elastoméricos similares
candidatos incluyen espuma de poliuretano de alvéolos abiertos,
espuma de silicona, espuma de fluorocarbono, espuma de nitruro
altamente saturado, espuma de metil acrilato polímero, espuma EDPM,
espuma Neoprene® o espuma Santoprene®.
La pieza elastomérica de espuma puede recibir
varias configuraciones geométricas con el fin de lograr una
característica de fuerza de reacción deseada, como se sugiere en las
Patentes de Estados Unidos 6.419.215 B1 y 6.540.216B2 incorporada
aquí por referencia. En la figura 2 se representa una pieza
elastomérica hueca 66.
Esta podría tomar varias formas, tal como la
forma de cavidad en estrella en la figura 2A o una cavidad hexagonal
representada en la figura 2B.
Se podría usar una pieza de forma maciza 68, tal
como la forma circular representada en la figura 2C, que podría
variar en diámetro a lo largo de su longitud como se representa en
la figura 2D.
Las formas cambiantes producen diferentes
características de fuerza-recorrido para poder
producir una característica particular deseada de
fuerza-desplazamiento. También se puede usar
combinaciones de dos o más piezas elastoméricas de espuma 70 y
piezas elastoméricas macizas 72 para lograr una característica
particular de fuerza de compresión como se representa en la figura
2E.
La figura 5A representa otra forma de emulador
74 situado fuera del compartimiento de pasajeros 76 que usa
hidráulica "ficticia" y una pieza elastomérica plástica
espumada 80, en la que orificios de salida 82, 84 se cubren
sucesivamente en gran medida para aumentar la resistencia del pedal
a medida que aumenta el recorrido del pedal, proporcionando también
resistencia la pieza elastomérica plástica espumada 80.
Las figuras 5B-5D muestran otros
dispositivos emuladores que pueden estar situados dentro del
compartimiento de pasajeros. La figura 5B representa un emulador 86
incluyendo dos etapas de compresión de un muelle 88 y la pieza
elastomérica de espuma 90 por un pistón 92 que tiene dos pistones
94, 96 que enganchan sucesiva y respectivamente el muelle 88 y la
pieza elastomérica plástica espumada 90 para escalonar la compresión
de los respectivos elementos.
La figura 5C representa una combinación en serie
de un muelle 98 y pieza de espuma 100 que se comprimen al mismo
tiempo.
La figura 5D representa una combinación de
muelle neumático 102 y pieza elastomérica 104.
Las tasas de muelle, compresibilidad, etc, de
los elementos en cada combinación se pueden ajustar empíricamente
para proporcionar la curva de fuerza-recorrido
deseada requerida o por métodos analíticos convencionales.
Claims (11)
1. Un mecanismo emulador en combinación con un
pedal de freno de automóvil (16) en un sistema de freno por cable
en el que el movimiento de dicho pedal de freno (16) no desplaza
fluido hidráulico en los componentes del sistema de freno,
incluyendo dicho mecanismo emulador:
una cámara (26) que tiene un pistón (24)
deslizante en ella y conectado con accionamiento a dicho pedal de
freno (16) de manera que sea desplazado por él en una dirección de
avance en dicha cámara (26) la carrera de dicho pedal de freno
(16);
una pieza elastomérica plástica espumada (20)
dispuesta en dicha cámara (26) con el fin de ser comprimida por
dicho movimiento de avance del pistón en ella, requiriendo dicha
pieza elastomérica (20) una tasa exponencial de aumento de la
fuerza de pedal que hay que ejercer en dicho pedal de freno (16)
cuando dicho pedal de freno (16) se aproxima al final de su
carrera, exhibiendo dicha pieza elastomérica (20) histéresis
sustancial cuando es comprimida de modo que las fuerzas ejercidas
en dicho pedal (16) por dicha pieza elastomérica comprimida (20) se
reduzcan sustancialmente cuando cese la carrera de dicho pedal de
freno (16).
2. El mecanismo emulador según la reivindicación
1 donde dicha pieza elastomérica plástica espumada (20) se hace de
uretano microcelular.
3. El mecanismo emulador según la reivindicación
1 donde dicha pieza elastomérica plástica espumada (20) se hace de
un material expandido de espuma de silicona elastomérica.
4. El mecanismo emulador según la reivindicación
1 incluyendo además un muelle mecánico también comprimido por el
movimiento de dicho pistón (24) en dicha dirección de avance.
5. El mecanismo emulador según la reivindicación
1 donde también se incluye un dispositivo de histéresis separado
operado por el movimiento de dicho pistón (24).
6. Un método de emular una sensación de pedal de
freno convencional de un pedal de freno (16) usado para operar un
sistema de freno por cable en el que dicho pedal de freno (16) no
opera directamente ningún componente de frenado accionado
hidráulicamente de manera que genere histéresis, incluyendo:
enganchar un pistón (24) con dicho pedal de
freno (16) a moverse en una dirección de avance durante la carrera
de dicho pedal de freno (16);
comprimir un elemento elásticamente compresible
compuesto de una pieza de espuma plástica elastomérica (20) con
dicho movimiento de avance del pistón, teniendo dicha pieza
elastomérica plástica espumada (20) histéresis significativa de
modo que la fuerza ejercida en dicho pedal (16) por dicha pieza
elastomérica comprimida (20) se reduzca sustancialmente al cesar la
carrera de dicho pedal de freno (16) y requiera una tasa exponencial
de aumento de la fuerza necesaria para comprimir más dicha pieza
elastomérica (20) con el movimiento de avance continuado de dicho
pistón (24) debido al aplastamiento de vacíos en dicha pieza
elastomérica (20).
7. El método según la reivindicación 6 donde
dicha pieza elastomérica plástica espumada (20) está conformada
para lograr dicha fuerza progresivamente creciente necesaria para
posteriormente comprimir más dicha pieza elastomérica (20).
8. El método según la reivindicación 7
incluyendo comprimir otro elemento elásticamente compresible por
dicho movimiento de avance del pistón (24).
9. El método según la reivindicación 8 donde
dicha pieza elastomérica plástica espumada y dicho otro elemento
elásticamente compresible son comprimidos simultáneamente por dicho
movimiento de avance del pistón.
10. El método según la reivindicación 8 donde
dicha pieza elastomérica plástica espumada (20) y dicho otro
elemento elásticamente compresible son comprimidos en etapas por
dicho movimiento de avance del pistón.
11. El método según la reivindicación 7 donde un
dispositivo de histéresis separado (28) también es operado por dicho
movimiento de avance del pistón.
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|---|---|---|---|---|
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| WO2011021094A1 (en) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | Ksr Technologies Co. | Brake pedal assembly non-contacting sensor |
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| DE102010031372A1 (de) * | 2010-07-15 | 2012-01-19 | Zf Friedrichshafen Ag | Fußhebelwerk mit Elastomerlager |
| DE102010031374A1 (de) * | 2010-07-15 | 2012-01-19 | Zf Friedrichshafen Ag | Fußhebelwerk mit Pedalwegbegrenzer |
| CN101982356B (zh) * | 2010-11-14 | 2012-07-25 | 江苏技术师范学院 | 汽车制动踏板机构及其踏板感觉模拟器 |
| DE102012202313A1 (de) * | 2012-02-16 | 2013-08-22 | Zf Friedrichshafen Ag | Pedalanordnung mit simulierter progressiver Kraft-Weg-Kennlinie für Pedal |
| US8789441B2 (en) * | 2012-03-09 | 2014-07-29 | Ford Global Technologies, Llc | Pedal feel simulation system |
| KR101585440B1 (ko) | 2012-09-11 | 2016-01-15 | 주식회사 만도 | 능동형 제동 장치의 페달 시뮬레이터 |
| CN102931024A (zh) * | 2012-11-21 | 2013-02-13 | 正泰电气股份有限公司 | 一种仿真真空灭弧室功能装置 |
| DE102015204232A1 (de) * | 2014-03-14 | 2015-09-17 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Pedalkrafterzeugungsvorrichtung |
| JP6070655B2 (ja) * | 2014-08-28 | 2017-02-01 | マツダ株式会社 | 自動車のペダルストロークセンサ取付け構造 |
| US9676375B2 (en) * | 2014-08-28 | 2017-06-13 | Mazda Motor Corporation | Pedal stroke sensor attachment structure of automotive vehicle |
| JP6123757B2 (ja) * | 2014-08-28 | 2017-05-10 | マツダ株式会社 | 自動車のペダルストロークセンサ取付け構造 |
| EP3067242A1 (en) * | 2015-03-10 | 2016-09-14 | Basf Se | Bumper for a brake pedal |
| US10112587B2 (en) * | 2015-12-18 | 2018-10-30 | Hyster-Yale Group, Inc. | Electronic braking system |
| DE102016101686A1 (de) * | 2016-01-31 | 2017-08-03 | Boge Elastmetall Gmbh | Pedaleinrichtung |
| FR3048927B1 (fr) * | 2016-03-21 | 2018-03-09 | Valeo Embrayages | Dispositif de generation d'effort |
| DE102016205407A1 (de) * | 2016-04-01 | 2017-10-05 | Robert Bosch Gmbh | Bremskraftsimulator für ein Kraftfahrzeug |
| US20180043865A1 (en) * | 2016-08-11 | 2018-02-15 | GM Global Technology Operations LLC | Braking system for a vehicle with an adjustable brake pedal assembly |
| US20180093648A1 (en) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | GM Global Technology Operations LLC | Brake pedal emulator of a brake-by-wire system |
| US10489993B2 (en) | 2017-04-25 | 2019-11-26 | GM Global Technology Operations LLC | Emulator hardware-in-loop architecture and control logic for vehicle steer-by-wire test system |
| CN108528422B (zh) * | 2018-06-08 | 2023-10-27 | 聊城大学 | 一种电子机械制动系统用制动踏板装置 |
| WO2020227380A1 (en) | 2019-05-09 | 2020-11-12 | Cts Corporation | Brake pedal assembly and pedal resistance force member with force and position sensors |
| DE102019114199A1 (de) * | 2019-05-27 | 2020-12-03 | Methode Electronics Malta Ltd. | Vorrichtung für einen Kraft-Weg-Emulator eines Bremspedals mit einem Kraft- und Wegsensor und entsprechendes Verfahren |
| JP7327266B2 (ja) * | 2020-04-21 | 2023-08-16 | トヨタ自動車株式会社 | ストロークシミュレータ |
| US11661046B2 (en) | 2021-04-16 | 2023-05-30 | Bwi (Shanghai) Co., Ltd | Pedal feel emulator assembly and a brake system including the pedal feel emulator assembly |
| US11787373B2 (en) * | 2021-05-26 | 2023-10-17 | KSR IP Holdings, LLC | Passive pedal force emulator pedal assembly |
| DE102021119446A1 (de) * | 2021-07-27 | 2023-02-02 | Zf Active Safety Gmbh | Bremspedalmodul |
| DE102021119443A1 (de) | 2021-07-27 | 2023-02-02 | Zf Active Safety Gmbh | Bremspedalmodul |
| DE102022101846A1 (de) | 2022-01-27 | 2023-07-27 | HELLA GmbH & Co. KGaA | Pedal mit einem zwischen verschiedenen Stellungen schwenkbaren Pedalarm und mit Sensor zum Ermitteln der Stellung des Pedalarms |
| WO2023154388A1 (en) | 2022-02-14 | 2023-08-17 | KSR IP Holdings, LLC | Pedal assembly having force sensing |
| DE102022106983A1 (de) | 2022-03-24 | 2023-09-28 | Zf Active Safety Gmbh | Vorrichtung zur Fahrerwunscherfassung |
| DE102022204062A1 (de) | 2022-04-27 | 2023-11-02 | Continental Automotive Technologies GmbH | Federbein für ein Bremspedal und Bremspedalanordnung |
| CN114834410B (zh) * | 2022-05-17 | 2023-04-04 | 南京航空航天大学 | 一种空气弹簧式汽车制动踏板感觉模拟器及控制方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4324041B4 (de) * | 1993-07-17 | 2004-02-26 | Robert Bosch Gmbh | Sollwertgeber zur Steuerung einer Bremsanlage |
| DE4343386B4 (de) * | 1993-12-18 | 2004-04-22 | Robert Bosch Gmbh | Hydraulische Bremsanlage für Straßenfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen |
| DE19651153B4 (de) * | 1996-12-10 | 2008-02-21 | Robert Bosch Gmbh | Hydraulische Bremsanlage |
| US6360631B1 (en) * | 2000-01-12 | 2002-03-26 | Dura Global Technologies, Inc. | Electronic throttle control accelerator pedal mechanism with mechanical hysteresis provider |
| US6464306B2 (en) * | 2001-02-27 | 2002-10-15 | Delphi Technologies, Inc. | Brake pedal feel emulator with integral force and travel sensors |
| US20040040408A1 (en) * | 2002-08-27 | 2004-03-04 | Delphi Technologies Inc. | Pedal emulator assembly and method |
-
2004
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