WO2015165450A1 - Vorrichtung zur kraftsimulation an einem betätigungselement eines fahrzeuges, vorzugsweise ein pedalsimulator, und einrichtung zur betätigung eines elektrischen kupplungssystems - Google Patents

Vorrichtung zur kraftsimulation an einem betätigungselement eines fahrzeuges, vorzugsweise ein pedalsimulator, und einrichtung zur betätigung eines elektrischen kupplungssystems Download PDF

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WO2015165450A1
WO2015165450A1 PCT/DE2015/200215 DE2015200215W WO2015165450A1 WO 2015165450 A1 WO2015165450 A1 WO 2015165450A1 DE 2015200215 W DE2015200215 W DE 2015200215W WO 2015165450 A1 WO2015165450 A1 WO 2015165450A1
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cylinder
actuating element
force
clutch
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Francesco Emanuele FIORINI
Sebastian Honselmann
Manuel BAßLER
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • B60T8/321—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration deceleration
    • B60T8/3255—Systems in which the braking action is dependent on brake pedal data
    • B60T8/326—Hydraulic systems

Definitions

  • Device for force simulation on an actuating element of a vehicle preferably a pedal simulator, and device for actuating an electric
  • the invention relates to a device for force simulation on an actuating element of a vehicle, preferably a pedal simulator, which conveys a haptic feedback via a predetermined force-displacement behavior, comprising a piston-cylinder unit, wherein the piston is connected via a piston rod with the actuating element which axially moves the piston within the cylinder and means for actuating an electrical coupling system.
  • a pedal force simulator for a vehicle brake system with electronic signal transmission is known in which a, dependent on the foot force of the driver control of the braking torque, in particular by means of electro-hydraulic or electro-mechanical systems is performed, wherein the pedal force simulator generates a familiar for a driver's brake feel.
  • the pedal force simulator comprises a pneumatically operated piston-cylinder unit whose piston delimits a compression chamber with a controllable valve and counteracts the compression direction by means of at least one first spring element, the piston with a force and is operatively connected via a piston rod with a vehicle brake pedal such that the piston rod during the operation of the vehicle brake pedal undergoes a change in angle relative to the piston-cylinder unit.
  • This angular mobility makes high demands on the construction of the pedal force simulator.
  • DE 10 2010 061 439 A1 discloses a brake system for a motor vehicle, in which a brake pedal, which can be actuated by a driver, is connected to a pedal simulator for generating a path-dependent counteracting or restoring force.
  • the position of the brake pedal is detected by means of a sensor and its sensor signal is supplied to the control unit for evaluation.
  • the control unit In accordance with the position of the brake pedal, the control unit generates control signals for a drive control unit and a brake control device, so that a regenerated braking component generated thereby generates, together with the friction brake portion, a braking torque or a braking action which corresponds to the position of the brake pedal.
  • the pedal simulator is actuated by the control unit in such a way that an opposing force or restoring force acts on the brake pedal, ie, a travel force Depends dependency, which gives the driver a pedal feel as in a braking exclusively with a hydraulic brake system.
  • the invention has for its object to provide a device for power simulation on an actuator of a vehicle, which conveys the driver the same feeling as in a normal hydraulic system and still easy to manufacture.
  • the object is achieved in that the cylinder is filled with a medium, wherein the piston has at least one through opening and / or at least one groove extends on an inner wall of the cylinder, through which the medium upon actuation of the actuating element from a, in Movement direction of the piston in front of the piston lying first working space in a, the piston downstream second working chamber flows.
  • the device for force simulation simulates a force-displacement curve, wherein the force acting on the foot or on the hand of the vehicle user via the actuating element is caused in dependence on the path, which covers the, a resistance element forming piston.
  • the size of the device for force simulation corresponds to the size of a master cylinder in a hydraulic clutch actuation system, so that no further requirements are placed on the space requirement in the motor vehicle, which is why the power simulator can be installed instead of the master cylinder at the same point in the vehicle.
  • two continuous, axially extending openings are formed in the piston, which are arranged symmetrically about a piston axis. This ensures that the force transmitted to the piston by the medium acts uniformly on the piston, allowing a stable, approximately vertical guidance of the piston within the cylinder.
  • a diameter of the opening is formed constant.
  • the diameter of the opening determines the volume of the medium, which is separated by the piston. can pass through from the first working space in the second working space.
  • the volume and thus the force felt on the actuator is adjusted by the number of openings in the piston.
  • the at least one groove extends on the inner wall of the cylinder in a longitudinal direction of the cylinder, through which the medium flows past the piston from the first into the second working space.
  • This at least one groove alone or together with the opening in the piston allows a sensitive adjustment of the force difference, which is perceived by the vehicle user on the actuator.
  • the variation possibilities of the force differences are increased by distributing a plurality of grooves to a circumference of the inner wall of the cylinder at a uniform interval.
  • the grooves have a different length and / or a different axial position, whereby the desired difference in force over the, covered by the actuator path can be set very differentiated.
  • a larger force occurs when only a small amount of liquid passes through the grooves on the piston from the first to the second working space, whereas a small force is set when, due to the position of the piston, which depends on the position of the actuating element, a plurality be released from grooves on the inner wall of the cylinder, which releases a large surface for the exchange of the volume between the first and the second working space.
  • a shape of the grooves additionally varies in terms of cross section and / or width and / or height.
  • the medium is formed as an incompressible liquid.
  • the incompressible medium is a hydraulic fluid which is forced through the piston from the first working space into the second working space. Due to the incompressible property of the liquid creates a counterforce, which can be felt by the vehicle user on the actuating element, preferably an accelerator pedal safely.
  • a development of the invention relates to a device for actuating an electric coupling system, in which an actuating element is connected to a device for force simulation on the actuating element, wherein the position of the actuating element is detected by a sensor unit and electrically transmitted to a control unit, which with a clutch in an active compound is.
  • the device for force simulation is designed according to at least one feature embodied in this patent application. This has the advantage that in an electrical coupling system on the actuating element of the vehicle user is perceived exactly the same force as in a hydraulic or pneumatic coupling system.
  • control unit has a power unit configured as an actuator for controlling the clutch, which is mechanically or hydraulically or pneumatically coupled to the clutch.
  • the device for force simulation can be used on an actuating element of a vehicle in any form of the actuating elements.
  • FIG. 1 shows a basic illustration of an electro-hydraulic clutch actuation system
  • Figure 2 an embodiment of a pedal simulator of the electro-hydraulic
  • the electric Hydraulic Kupplungsbetatigungssystem 1 includes a pedal simulator 2, which is mechanically connected to a clutch pedal 3.
  • the clutch pedal 3 actuates via a piston rod 4 a, in the pedal simulator 2 axially movably mounted piston 5.
  • the movement of the piston 5 is detected by a displacement sensor unit 6, which is connected to the pedal simulator 2 and preferably integrated in this.
  • Via an electrical line 7, the distance sensor unit 6 is connected to a control and power unit 8.
  • the control and power unit 8 comprises an actuator, which controls the clutch 10 via a further line 9.
  • the line 9 is formed in the present case as a hydraulic line.
  • the arrangement of the coupling 10 may alternatively but also be pneumatic or mechanical.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the pedal simulator 2 as used in the clutch actuation system 1 according to FIG.
  • the clutch pedal 3 is fastened to the piston rod 4 via a connection 11.
  • the piston 5 is moved axially via the piston rod 4 as a function of the position of the clutch pedal 3.
  • the cylinder 12 has at one end a guide element 13, for example a seal or a wall opening, in which the piston rod 4 is mounted axially.
  • the piston 5 is connected thereto and guided circumferentially on an inner wall 14 of the cylinder 12.
  • On the circumference of the inner wall 14 of the cylinder 12 extend along the longitudinal direction of the cylinder 12 grooves 15, 16, which are distributed axially with different lengths. Both the cross section and the height and width of the grooves are different. Due to this different geometry, the cylinder interior has different flow cross sections.
  • the piston 5 has symmetrically to the piston rod 4 each have an opening 17, 18, which are formed continuously and are aligned axially to a piston axis, not shown. In the direction of movement of the piston 5, a first working chamber 19 and the piston 5 is arranged downstream of a second working space 20 is formed. To the piston rod 4 and the cylinder 12, a return spring 21 is partially arranged.
  • the described pedal simulator 2 works as follows: When the clutch pedal 3 is actuated, the pedal movement is converted via the connection 11 into a corresponding advancing movement of the piston rod 4.
  • the return spring 21 is compressed and tensioned, whereby a restoring reaction force is formed. Except- the attached to the piston rod 4 piston 5 is moved relative to the stationary mounted cylinder 12 within this forward. As a result, a more or less large volume of the hydraulic fluid is displaced from the first working space 19 into the second working space 20 through the openings 17, 18 of the piston 5 forming a resistance element.
  • the hydraulic fluid additionally flows through the at least one groove 15, 16 past the piston 5 from the first working space 19
  • the desired damping behavior is determined by the geometric shape of the grooves 15, 16, such as cross-section, width and height, which are uniformly distributed on the inner circumference of the cylinder 12 ,
  • the described pedal simulator 2 is intended for a non-hydraulic actuation system, in particular a purely electric vehicle clutch system. Alternatively, however, it can also be used for any other actuation systems, such as brake systems, for example, which may also have any other actuation element instead of a pedal.

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  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kraftsimulation an einem Betätigungselement eines Fahrzeuges, vorzugsweise ein Pedalsimulator, welcher eine haptische Rückmeldung über ein vorgegebenes Kraft-Weg-Verhalten vermittelt, umfassend eine Kölben-Zylinder-Einheit (5, 12), wobei der Kolben (5) über eine Kolbenstange (4) mit dem Betätigungselement (3) verbunden ist, welches den Kolben innerhalb des Zylinders axial bewegt. Bei einer Vorrichtung, bei welcher der Fahrzeugführer die gleiche Kraft haptisch verspürt wie bei einem hydraulischen Betätigungssystem, ist der Zylinder mit einem Medium gefüllt, wobei der Kolben mindestens eine durchgängige Öffnung (17, 18) aufweist und/oder mindestens eine Nut (15, 16) an einer Innenwand des Zylinders verläuft, durch welche das Medium bei einer Betätigung des Betätigungselementes aus einem, in Bewegungsrichtung des Kolbens vor dem Kolben liegenden ersten Arbeitsraum (19) in einen, dem Kolben nachgeordneten zweiten Arbeitsraum (20) strömt.

Description

Vorrichtung zur Kraftsimulation an einem Betätigungselement eines Fahrzeuges, vorzugsweise ein Pedalsimulator, und Einrichtung zur Betätigung eines elektrischen
Kupplungssvstems
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kraftsimulation an einem Betätigungselement eines Fahrzeuges, vorzugsweise ein Pedalsimulator, welcher eine haptische Rückmeldung über ein vorgegebenes Kraft-Weg-Verhalten vermittelt, umfassend eine Kolben-Zylinder-Einheit, wobei der Kolben über eine Kolbenstange mit dem Betätigungselement verbunden ist, welches den Kolben innerhalb des Zylinders axial bewegt sowie eine Einrichtung zur Betätigung eines elektrischen Kupplungssystems.
Aus der DE 10 201 1 016 239 A1 ist ein Pedalkraftsimulator für eine Fahrzeugbremsanlage mit elektronischer Signalübertragung bekannt, bei der eine, von der Fußkraft des Fahrzeugführers abhängige Aussteuerung des Bremsmomentes, insbesondere mittels elektro-hydraulischer oder elektro-mechanischer Systeme vorgenommen wird, wobei der Pedalkraftsimulator ein für einen Fahrzeugführer gewohntes Bremsgefühl generiert. Der Pedalkraftsimulator umfasst eine pneumatisch arbeitende Kolben-Zylinder-Einheit, deren Kolben eine Kompressionskammer mit einem ansteuerbaren Ventil begrenzt und entgegen der Kompressionsrichtung mittels zumindest eines ersten Federelementes den Kolben mit einer Kraft belastet sowie über eine Kolbenstange mit einem Fahrzeugbremspedal derart wirkverbunden ist, dass die Kolbenstange während der Betätigung des Fahrzeugbremspedals eine Winkeländerung relativ zur Kolben-Zylinder-Einheit erfährt. Diese Winkelbeweglichkeit stellt hohe Anforderungen an die Konstruktion des Pedalkraftsimulators.
Die DE 10 2010 061 439 A1 offenbart ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug, bei welchem ein Bremspedal, das von einem Fahrzeugführer betätigbar ist, mit einem Pedalsimulator zur Erzeugung einer wegabhängigen Gegen- bzw. Rückstellkraft verbunden ist. Die Stellung des Bremspedals wird mittels eines Sensors erfasst und dessen Sensorsignal dem Steuergerät zur Auswertung zugeführt. Entsprechend der Stellung des Bremspedals erzeugt das Steuergerät Steuersignale für eine Antriebssteuereinheit und eine Bremssteuereinrichtung, so dass ein dadurch erzeugter generatorischer Bremsanteil zusammen mit dem Reibungsbremsanteil ein Bremsmoment bzw. eine Bremswirkung erzeugt, die der Stellung des Bremspedals entspricht. Gleichzeitig wird der Pedalsimulator von dem Steuergerät derart angesteuert, dass auf das Bremspedal eine Gegenkraft bzw. Rückstellkraft wirkt, sich also eine Weg-Kraft- Abhängigkeit einstellt, die dem Fahrer ein Pedalgefühl wie bei einer Bremsung ausschließlich mit einer hydraulischen Bremsanlage gibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Kraftsimulation an einem Betätigungselement eines Fahrzeuges anzugeben, welche dem Fahrzeugführer das gleiche Gefühl übermittelt wie bei einer normalen hydraulischen Anlage und trotzdem einfach herstellbar ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Zylinder mit einem Medium gefüllt ist, wobei der Kolben mindestens eine durchgängige Öffnung aufweist und/oder mindestens eine Nut an einer Innenwand des Zylinders verläuft, durch welche das Medium bei einer Betätigung des Betätigungselementes aus einem, in Bewegungsrichtung des Kolbens vor dem Kolben liegenden ersten Arbeitsraum in einen, dem Kolben nachgeordneten zweiten Arbeitsraum strömt. Dies hat den Vorteil, dass auch bei einem nicht hydraulischen Betätigungssystem, insbesondere einem rein elektrischen Fahrzeugkupplungssystem, dem Fahrzeugnutzer das gleiche Gefühl übermittelt wird, wie bei einem normalen hydraulischen Betätigungssystem. Die Vorrichtung zur Kraftsimulation simuliert dabei eine Kraft-Weg-Kennlinie, wobei die Kraft, welche am Fuß oder an der Hand des Fahrzeugnutzers über das Betätigungselement angreift, in Abhängigkeit des Weges hervorgerufen wird, welchen der, ein Widerstandselement bildende Kolben zurücklegt. Die Größe der Vorrichtung zur Kraftsimulation entspricht dabei der Größe eines Geberzylinders bei einem hydraulischen Kupplungsbetätigungssystem, so dass keine weiteren Anforderungen an den Platzbedarf im Kraftfahrzeug gestellt werden, weshalb der Kraftsimulator anstelle des Geberzylinders an derselben Stelle im Kraftfahrzeug eingebaut werden kann.
Vorteilhafterweise sind in dem Kolben zwei durchgängige, axial verlaufende Öffnungen ausgebildet, welche um eine Kolbenachse symmetrisch angeordnet sind. Dadurch wird gewährleistet, dass die durch das Medium auf den Kolben übertragene Kraft gleichmäßig am Kolben angreift, wodurch eine stabile, annähernd senkrechte Führung des Kolbens innerhalb des Zylinders möglich ist.
In einer Ausgestaltung ist ein Durchmesser der Öffnung konstant ausgebildet. Der Durchmesser der Öffnung bestimmt dabei das Volumen des Mediums, welches durch den Kolben hin- durch von dem ersten Arbeitsraum in den zweiten Arbeitsraum treten kann. Zusätzlich wird das Volumen und somit die am Betätigungselement spürbare Kraft durch die Anzahl der Öffnungen im Kolben eingestellt.
In einer Variante erstreckt sich die mindestens eine Nut an der Innenwand des Zylinders in eine Längsrichtung des Zylinders, durch welche das Medium am Kolben vorbei von dem ersten in den zweiten Arbeitsraum strömt. Diese mindestens eine Nut erlaubt allein oder gemeinsam mit der Öffnung im Kolben eine feinfühlige Abstimmung des Kraftunterschiedes, welcher von dem Fahrzeugnutzer am Betätigungselement wahrgenommen wird.
Die Variationsmöglichkeiten der Kraftunterschiede werden erhöht, indem mehrere Nuten an einen Umfang der Innenwand des Zylinders mit einem gleichmäßigen Abstand verteilt sind.
In einer weiteren Ausführungsform weisen die Nuten eine unterschiedliche Länge und/oder eine unterschiedliche axiale Position auf, wodurch der gewünschte Kraftunterschied über den, von dem Betätigungselement zurückgelegten Weg sehr differenziert eingestellt werden kann. Dabei tritt eine größere Kraft auf, wenn nur wenig Flüssigkeit durch die Nuten an dem Kolben vorbei vom ersten in den zweiten Arbeitsraum gelangt, wohingegen eine kleine Kraft eingestellt wird, wenn aufgrund der Position des Kolbens, welcher von der Stellung des Betätigungselementes abhängt, eine Vielzahl von Nuten an der Innenwand des Zylinders freigegeben werden, was eine große Oberfläche zum Austausch des Volumens zwischen dem ersten und dem zweiten Arbeitsraum freigibt.
Zur Bildung von unterschiedlichen Durchflussquerschnitten variiert eine Form der Nuten zusätzlich hinsichtlich Querschnitt und/oder Breite und/oder Höhe.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Medium als eine inkompressible Flüssigkeit ausgebildet. Vorteilhafterweise ist das inkompressible Medium eine Hydraulikflüssigkeit, die durch den Kolben aus dem ersten Arbeitsraum in den zweiten Arbeitsraum hindurchgedrückt wird. Aufgrund der inkompressiblen Eigenschaft der Flüssigkeit entsteht eine Gegenkraft, welche durch den Fahrzeugnutzer am Betätigungselement, vorzugsweise einem Fahrpedal, sicher fühlbar ist. Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Betätigung eines elektrischen Kupplungssystems, bei welchem ein Betätigungselement mit einer Vorrichtung zur Kraftsimulation an dem Betätigungselement verbunden ist, wobei die Stellung des Betätigungselementes von einer Sensoreinheit erfasst und elektrisch an eine Steuereinheit weitergegeben wird, welche mit einer Kupplung in einer Wirkverbindung steht. Die Vorrichtung zur Kraftsimulation ist dabei nach mindestens einem, in dieser Schutzrechtsanmeldung ausgeführten Merkmal ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass bei einem elektrischen Kupplungssystem an dem Betätigungselement von dem Fahrzeugnutzer genau dieselbe Kraft wahrgenommen wird, wie bei einem hydraulischen oder pneumatischen Kupplungssystem.
Vorteilhafterweise weist die Steuereinheit eine als Aktor ausgebildete Leistungseinheit zur An- steuerung der Kupplung auf, welche mit der Kupplung mechanisch oder hydraulisch oder pneumatisch gekoppelt ist. Somit ist die Vorrichtung zur Kraftsimulation an einem Betätigungselement eines Fahrzeuges in einer beliebigen Form der Betätigungselemente einsetzbar.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen
Figur 1 : eine Prinzipdarstellung eines elektro-hydraulischen Kupplungsbetätigungssys- tems,
Figur 2: ein Ausführungsbeispiel für einen Pedalsimulator des elektro-hydraulischen
Kupplungsbetätigungssystems gemäß Figur 1 .
Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
In Figur 1 ist eine Prinzipdarstellung eines elektro-hydraulischen Kupplungsbetätigungssystems dargestellt, welches auch als clutch-by-wire-System bezeichnet wird. Das elektro- hydraulische Kupplungsbetatigungssystem 1 umfasst einen Pedalsimulator 2, der mechanisch mit einem Kupplungspedal 3 verbunden ist. Das Kupplungspedal 3 betätigt über eine Kolbenstange 4 einen, in dem Pedalsimulator 2 axial beweglich gelagerten Kolben 5. Die Bewegung des Kolbens 5 wird durch eine Wegsensoreinheit 6 detektiert, die mit dem Pedalsimulator 2 verbunden und vorzugsweise in diesen integriert ist. Über eine elektrische Leitung 7 ist die Wegsensoreinheit 6 mit einer Steuer- und Leistungseinheit 8 verbunden. Neben der Steuerelektronik umfasst die Steuer- und Leistungseinheit 8 einen Aktor, welcher über eine weitere Leitung 9 die Kupplung 10 ansteuert. Die Leitung 9 ist im vorliegenden Fall als hydraulische Leitung ausgebildet. Die Anordnung der Kupplung 10 kann alternativ aber auch pneumatisch oder mechanisch erfolgen.
In Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel des Pedalsimulators 2 gezeigt, wie dieser in dem Kupplungsbetatigungssystem 1 gemäß Figur 1 verwendet wird. Das Kupplungspedal 3 ist über einen Anschluss 1 1 an der Kolbenstange 4 befestigt. Innerhalb eines Zylinders 12 wird der Kolben 5 über die Kolbenstange 4 in Abhängigkeit von der Stellung des Kupplungspedals 3 axial bewegt. Der Zylinder 12 weist an einem Ende ein Führungselement 13, beispielsweise eine Dichtung oder eine Wandöffnung, auf, in welcher die Kolbenstange 4 axial gelagert ist. Am Vorderende der Kolbenstange 4 ist der Kolben 5 mit dieser verbunden und an einer Innenwand 14 des Zylinders 12 umfangsseitig geführt. Am Umfang der Innenwand 14 des Zylinders 12 erstrecken sich entlang der Längsausrichtung des Zylinders 12 Nuten 15, 16, die sich axial mit unterschiedlicher Länge verteilen. Dabei sind sowohl der Querschnitt als auch Höhe und Breite der Nuten unterschiedlich. Durch diese unterschiedliche Geometrie weist das Zylinderinnere unterschiedliche Durchflussquerschnitte auf.
Der Kolben 5 weist symmetrisch zur Kolbenstange 4 jeweils eine Öffnung 17, 18 auf, die durchgängig ausgebildet sind und axial zu einer nicht weiter dargestellten Kolbenachse ausgerichtet sind. In Bewegungsrichtung des Kolbens 5 ist ein erster Arbeitsraum 19 und dem Kolben 5 nachgeordnet ist ein zweiter Arbeitsraum 20 ausgebildet. Um die Kolbenstange 4 und den Zylinder 12 ist teilweise eine Rückstellfeder 21 angeordnet.
Der beschriebene Pedalsimulator 2 funktioniert wie folgt: Bei der Betätigung des Kupplungspedals 3 wird die Pedalbewegung über den Anschluss 1 1 in eine entsprechende Vorschubbewegung der Kolbenstange 4 umgesetzt. Hierbei wird zum einen die Rückstellfeder 21 zusammengedrückt und gespannt, wodurch eine rückstellende Reaktionskraft entsteht. Außer- dem wird der an der Kolbenstange 4 befestigte Kolben 5 gegenüber dem ortsfest gelagerten Zylinder 12 innerhalb diesem vorwärts bewegt. Dadurch wird ein mehr oder weniger großes Volumen der hydraulischen Flüssigkeit durch die Öffnungen 17, 18 des, ein Widerstandselement bildenden Kolben 5 hindurch von dem ersten Arbeitsraum 19 in den zweiten Arbeitsraum 20 verdrängt. Nimmt der Kolben 5 im Zylinder 12 eine Position ein, an welcher mindestens eine Nut 15, 16 an der Innenwand des Zylinders 12 ausgebildet ist, so fließt die hydraulische Flüssigkeit zusätzlich durch die mindestens eine Nut 15, 16 an Kolben 5 vorbei vom ersten Arbeitsraum 19 in den zweiten Arbeitsraum 20. Das gewünschte Dämpfungsverhalten, welches am Kupplungspedal 3 durch den Fahrzeugnutzer spürbar ist, wird dabei durch die geometrische Form der Nuten 15, 16, wie Querschnitt, Breite und Höhe, vorgegeben, welche gleichmäßig am Innenumfang des Zylinders 12 verteilt sind.
Der beschriebene Pedalsimulator 2 ist für ein nicht hydraulisches Betätigungssystem, insbesondere ein rein elektrisches Fahrzeug-Kupplungssystem vorgesehen. Er kann alternativ aber auch für beliebige andere Betätigungssysteme, wie beispielsweise Bremssysteme, eingesetzt werden, die auch statt eines Pedals ein beliebig anderes Betätigungselement aufweisen können.
Bezuqszeichenliste elektrisches Kupplungsbetätigungssystem Pedalsimulator
Kupplungspedal
Kolbenstange
Kolben
Wegsensoreinheit
Elektrische Leitung
Steuer- und Leistungseinheit
Leitung
Kupplung
Anschluss
Zylinder
Führungselement
Innenwand des Zylinders
Nut
Nut
Öffnung
Öffnung
Erster Arbeitsraum
Zweiter Arbeitsraum
Rückstellfeder

Claims

Patentansprüche
Vorrichtung zur Kraftsimulation an einem Betätigungselement eines Fahrzeuges, vorzugsweise ein Pedalsimulator, welcher eine haptische Rückmeldung über ein vorgegebenes Kraft-Weg-Verhalten vermittelt, umfassend eine Kolben-Zylinder-Einheit (5, 12), wobei der Kolben (5) über eine Kolbenstange (4) mit dem Betätigungselement (3) verbunden ist, welches den Kolben (5) innerhalb des Zylinders (12) axial bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (12) mit einem Medium gefüllt ist, wobei der Kolben (5) mindestens eine durchgängige Öffnung (17, 18) aufweist und/oder mindestens eine Nut (15, 16) an einer Innenwand (14) des Zylinders (12) verläuft, durch welche das Medium bei einer Betätigung des Betätigungselementes (3) aus einem, in Bewegungsrichtung des Kolbens (5) vor dem Kolben (5) liegenden ersten Arbeitsraum (19) in einen, dem Kolben (5) nachgeordneten zweiten Arbeitsraum (20) strömt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kolben (5) zwei durchgängige, axial verlaufende Öffnungen (17,18) ausgebildet sind, welche um eine Kol-benachse symmetrisch angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser der Öffnung (17, 18) konstant ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Nut (15, 16) sich an der Innenwand (14) des Zylinders (12) in eine Längsrichtung des Zylinders (12) erstreckt, durch welche das Medium am Kolben (5) vorbei von dem ersten (19) in den zweiten Arbeitsraum (20) strömt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Nuten (15, 16) an einen Umfang der Innenwand (14) des Zylinders (12) mit einem gleichmäßigen Abstand verteilt sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (15, 16) eine unterschiedliche Länge und/oder eine unterschiedliche axiale Position aufweisen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Form der Nuten (15, 16) hinsichtlich Querschnitt und/oder Breite und/oder Höhe variiert.
8. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium als eine inkompressible Flüssigkeit ausgebildet ist.
9. Einrichtung zur Betätigung eines elektrischen Kupplungssystems, bei welchem ein Betätigungselement (3) mit einer Vorrichtung (2) zur Kraftsimulation an dem Betätigungselement (3) verbunden ist, wobei die Stellung des Betätigungselementes (3) von einer Sensoreinheit (6) erfasst und elektrisch an eine Steuereinheit (8) weitergegeben wird, welche mit einer Kupplung (10) in einer Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) zur Kraftsimulation nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (8) eine als Aktor ausgebildete Leistungseinheit zur Ansteuerung der Kupplung aufweist, welche mit der Kupplung (10) mechanisch oder hydraulisch oder pneumatisch gekoppelt ist.
PCT/DE2015/200215 2014-04-29 2015-03-31 Vorrichtung zur kraftsimulation an einem betätigungselement eines fahrzeuges, vorzugsweise ein pedalsimulator, und einrichtung zur betätigung eines elektrischen kupplungssystems WO2015165450A1 (de)

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