WO2022194441A1 - Bremssystem in einem fahrzeug mit einer pedalsimulator-einheit - Google Patents

Bremssystem in einem fahrzeug mit einer pedalsimulator-einheit Download PDF

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WO2022194441A1
WO2022194441A1 PCT/EP2022/052540 EP2022052540W WO2022194441A1 WO 2022194441 A1 WO2022194441 A1 WO 2022194441A1 EP 2022052540 W EP2022052540 W EP 2022052540W WO 2022194441 A1 WO2022194441 A1 WO 2022194441A1
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crash
brake
brake pedal
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PCT/EP2022/052540
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Inventor
Tobias Brok
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Audi Ag
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    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—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
    • B60T8/34—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 having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/40—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 having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition comprising an additional fluid circuit including fluid pressurising means for modifying the pressure of the braking fluid, e.g. including wheel driven pumps for detecting a speed condition, or pumps which are controlled by means independent of the braking system
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    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/30—Controlling members actuated by foot
    • G05G1/32—Controlling members actuated by foot with means to prevent injury
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    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/30—Controlling members actuated by foot
    • G05G1/44—Controlling members actuated by foot pivoting

Definitions

  • the invention relates to a braking system in a vehicle according to the preamble of claim 1.
  • Hydraulically-mechanically coupled brake systems are currently used almost exclusively in the automotive sector, in which the brake pedal is mechanically connected to the brake booster.
  • the driver's leg strength represents the mechanical fallback level.
  • the stop of the brake pedal is represented at the end of the piston stroke with a pedal travel of between 140mm and 200mm, for example.
  • the pedal force assigned to the pedal travel results from the rigidity of the installed wheel brakes. The power increases progressively, but without a hard impulse at the end of the path.
  • a generic brake-by-wire brake system has a brake pedal that is part of a pedal simulator unit. This converts a brake pedal movement into an electrical brake pedal signal, which forms a driver-side deceleration specification for an electronic control unit.
  • the control device On the basis of the default deceleration, the control device generates actuating signals with which at least one pressure build-up component for actuating a vehicle brake can be controlled.
  • the brake pedal can be actuated over a travel distance from an unactuated pedal position to a pedal position depressed by the driver's foot. This takes place by building up a restoring force that is generated independently of the control of the pressure build-up component in the pedal simulator unit.
  • the driver's foot is on the brake pedal.
  • the vehicle occupant and the driver's foot are accelerated forwards of the vehicle due to inertia, as a result of which the driver's foot moves the brake pedal into the fully depressed pedal position.
  • the brake pedal In the fully depressed pedal position, the brake pedal is in contact with a non-deformable mechanical stop, via which crash energy can be introduced into the driver's foot.
  • the pedal adjustment path provided by the pedal simulator unit is designed to be significantly smaller than in a conventional hydraulically-mechanically coupled brake system. For this reason, the impact of the brake pedal on the non-deformable mechanical pedal stop occurs immediately after the time of the crash, so that moderately large force peaks can be introduced into the driver's foot if necessary.
  • a brake-by-wire braking system is known from DE 10 2010 000 882 A1.
  • Other braking systems are known from US 2018/0118175 A1 and from FR 2 866 130 B1.
  • the object of the invention is to provide a braking system in a driving tool in which the crash safety unit for the vehicle occupant can be increased in a structurally simple manner.
  • the invention relates to a brake system with a brake pedal that is part of a pedal simulator unit.
  • This converts a brake pedal movement into an electrical brake pedal signal, which forms a driver-side deceleration specification for an electronic control unit.
  • the electronic control unit On the basis of the specified deceleration, the electronic control unit generates actuating signals with which at least one pressure build-up component for actuating a vehicle brake can be controlled.
  • the brake pedal can be actuated from an unactuated pedal position over a travel distance into a pedal position that is fully depressed by the driver's foot. This he follows building a restoring force that is generated independently of the control of the pressure build-up component of the pedal simulator unit.
  • the invention is based on the fact that in a frontal crash, the driver's foot acts on the brake pedal in the direction of travel due to inertia with a crash force that is increased compared to the normal actuation force.
  • the pedal simulator unit according to the characterizing part of claim 1 releases an additional crash path in the direction of travel.
  • the brake pedal, together with the driver's foot, can be shifted in the direction of travel over the crash path.
  • the total pedal travel of the brake pedal is divided into a brake pedal travel that is available during normal operation and an additional crash travel that is additionally available in the event of a frontal crash.
  • an elastomer or a prestressed spring element can be installed as a damping element in the area of the crash path.
  • the pedal simulator unit can have a spring assembly with a force-displacement characteristic.
  • the force-displacement characteristic can be designed in such a way that when the pedal moves from the non-actuated pedal position over the travel to the fully depressed pedal position, the restoring force acting on the brake pedal increases linearly or progressively. The restoring force can assume a maximum value when the depressed pedal position is reached.
  • the brake pedal In the fully depressed pedal position, the brake pedal can be adjusted against a dal stop. It is preferred if the pedal stop or a counter-contour on the brake pedal side is implemented as a damping element.
  • the damping element can deform under the impact of the crash force generated by the driver's foot, freeing up the crash path.
  • the deformation work performed by the damping element can preferably at least partially crash energy are dissipated, whereby the crash safety of the driver is increased.
  • the damping element can have a force/displacement characteristic. This can be designed in such a way that during a pedal movement (aligned in the direction of travel) from the fully depressed pedal position over the crash path, the restoring force acting on the brake pedal increases until a maximum value is reached. This can preferably be dimensioned smaller than a predefined limit value (tibia limit value), which corresponds to a maximum permissible crash-related force impulse acting on the driver's foot.
  • a predefined limit value tibia limit value
  • the force/displacement characteristic of the damping element can be designed in such a way that the crash force releases the additional crash path only after a lower force limit value has been reached.
  • their force/displacement characteristics can be matched as follows:
  • the maximum value of the force/displacement characteristic of the spring assembly can be dimensioned one force difference smaller than the lower force - Limit value of the force/displacement characteristic of the damping element.
  • the pedal simulator unit can have a piston/cylinder arrangement.
  • the spring pack is positioned in a cylinder.
  • a first base of the spring assembly can be supported directly or indirectly on a cylinder base of the cylinder, while the second base of the spring assembly can be supported on a stroke-adjustable fluid piston that is guided in the cylinder.
  • the fluid piston can be movement-coupled to the brake pedal via a coupling rod.
  • the first base point of the spring pack can be supported on the cylinder base of the cylinder of the pedal simulator unit, with the damping element being interposed.
  • the damping element is therefore directly in the piston/cylinder arrangement integrated.
  • the spring assembly in the fully depressed pedal position, can be compressed up to a block dimension and press against the damping element acting as a pedal stop.
  • the pedal stop can interact with the brake pedal independently of the piston/cylinder arrangement.
  • the pedal stop can be connected to a brake pedal housing, which in turn is attached to the vehicle body.
  • the pedal stop can also be connected directly to the vehicle body.
  • 1 to 5 show a braking system according to a first exemplary embodiment
  • 6 to 8 show a brake system according to a second embodiment
  • FIG. 1 shows a brake-by-wire braking system with a brake pedal 1 which is part of a pedal simulator unit 3 .
  • the pedal simulator unit 3 has a sensor device 5, by means of which a mechanical brake pedal movement is converted into an electrical brake pedal signal, which can be transmitted to an electronic control unit 7 as a deceleration specification V on the driver's side.
  • the electronic control unit 7 generates on the basis of the deceleration setting control signals y, with which at least one pressure build-up component 9 can be controlled, with the aid of which a brake caliper 13 of a vehicle brake 15 that interacts with a brake disc 11 can be pressure-actuated.
  • FIG. 1 shows a brake-by-wire braking system with a brake pedal 1 which is part of a pedal simulator unit 3 .
  • the pedal simulator unit 3 has a sensor device 5, by means of which a mechanical brake pedal movement is converted into an electrical brake pedal signal, which can be transmitted to an electronic control unit 7 as a deceleration specification V on the driver's side
  • the pedal simulator unit 3 has a piston/cylinder arrangement 17 in which a spring assembly 19 is positioned in a cylinder 21 .
  • the spring assembly 19 is supported with a base point directly on the cylinder base 23 of the cylinder 21, while the other base point is supported on a fluid piston 25.
  • the fluid piston 25 is in turn coupled for movement to the brake pedal 1 via a coupling rod 27 .
  • the pedal simulator unit 3 is associated with a later-described pedal stop 29 . In FIG. 1, this is attached to a vehicle body 31 independently of the piston/cylinder arrangement 17 .
  • the brake pedal 1 which is pivoted to the vehicle body 31 at a pivot point 33, can be actuated over a travel distance s ⁇ from an unactuated pedal position I (FIG. 1 or 2) to a pedal position II (FIG. 3) that is fully depressed by the driver's foot.
  • This follows with the build-up of a restoring force FR, which is generated independently of the actuation of the pressure build-up component 9 in the piston/cylinder assembly 17 .
  • the travel s ⁇ is used up, with the brake pedal 1 being in contact with the pedal stop 29.
  • the spring assembly 19 in the piston/cylinder arrangement 17 has a force/displacement characteristic KF indicated in FIG. Accordingly, with a normal actuating force FB, a pedal movement can be performed from the unactuated pedal position I via the travel si to the fully depressed pedal position II. According to the force/displacement characteristic KF, the restoring force FR acting on the brake pedal 1 counter to the direction of travel FR increases linearly until a maximum value FFmax is reached in the fully depressed pedal position II.
  • the driver's foot acts on the brake pedal 1 in the direction of travel FR due to inertia with an increased crash force Fc (FIG. 4) compared to the normal actuating force FB.
  • the essence of the invention is that when the crash force Fc acts on the brake pedal 1, the Pedal simulator unit 3 releases an additional crash path S2 in the direction of travel FR.
  • the brake pedal 1 together with the driver's foot can be shifted towards the front of the vehicle in the direction of travel FR via the additional crash path S2.
  • the pedal stop 29 is not structurally rigid for this purpose, but rather is connected to the body 31 via a damping element 30 .
  • the damping element 30 deforms when the crash force Fc acts, releasing the crash path S2. Due to the deformation work done by the damping element 30, crash energy can partially be built Help, thereby increasing the crash safety of the vehicle occupant.
  • the force/displacement characteristic KD of the damping element 30 is illustrated in FIG. Accordingly, the restoring force FR acting on the brake pedal 1 increases linearly during a pedal movement from the depressed pedal position II over the crash path S2, until a maximum value Fümax is reached.
  • the maximum value Fümax is dimensioned smaller than a predefined limit value FT (tibia limit value), which corresponds to a maximum allowable crash-related force impulse acting on the driver's foot.
  • the force/displacement characteristic KD of the damping element 30 is designed in such a way that the additional crash path S2 is only released when the crash force Fc exceeds a lower force limit value Fümin.
  • the maximum value FFmax of the force/displacement curve KF of the spring assembly 19 is smaller by a force difference AF than the lower force limit value Fümin of the force/displacement curve KD of the damping element 30 ensures that the crash function according to the invention is imperceptible to the driver in normal operation.
  • FIG. 7 Another embodiment of the invention is ge shows whose basic structure and operation is identical to the embodiment of the preceding figures.
  • the damping element 29 is integrated directly in the piston/cylinder arrangement 17 in FIGS.
  • the first Fe derfussticians of the spring assembly 19 is namely not directly on the Cylinder base 23 of the cylinder 21 is supported, but rather with the intermediate position of the damping element 30.
  • the spring assembly 19 is compressed up to a block dimension m (FIG. 7).
  • the spring assembly 19 compressed to the block dimension m presses against the damping element 30, which acts as a pedal stop, and deforms it by the crash path S2 (FIG. 8).
  • the pedal stop 29 is not mounted directly on the vehicle body 31, but rather on a brake pedal housing 35.
  • the pedal stop 29 is not realized with a damping element 30 in FIG Rather, the counter-contour 37 on the brake pedal side is realized with a damping element 30 within the meaning of the invention.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem in einem Fahrzeug, mit einem Bremspedal (1), das Bestandteil einer Pedalsimulator-Einheit (3) ist. In einem Frontalcrashfall wirkt der Fahrerfuß mit einer im Vergleich zur normalen Betätigungskraft (FB) gesteigerten Crashkraft (Fc) in Fahrtrichtung (FR) auf das Bremspedal (1) ein. Erfindungsgemäß gibt die Pedalsimulator-Einheit (3) bei Einwirken der Crashkraft (Fc) einen zusätzlichen Crashweg (s2) in Fahrtrichtung (FR) frei, über den das Bremspedal (1) mitsamt Fahrerfuß in der Fahrtrichtung (FR) verlagerbar ist.

Description

BREMSSYSTEM IN EINEM FAHRZEUG MIT EINER PEDALSIMULATOR-EINHEIT
BESCHREIBUNG:
Die Erfindung betrifft ein Bremssystem in einem Fahrzeug nach dem Ober begriff des Anspruches 1.
Derzeit werden im Automobilbereich fast ausschließlich hydraulisch-mecha nisch gekoppelte Bremssysteme eingesetzt, bei denen das Bremspedal mit dem Bremskraftverstärker mechanisch verbunden ist. Der Fahrer stellt mit seiner Beinkraft die mechanische Rückfallebene dar. Der Anschlag des Bremspedals wird über das Ende des Kolbenhubs bei einem Pedalweg zwi schen zum Beispiel 140mm bis 200mm dargestellt. Die dem Pedalweg zuge ordnete Pedalkraft ergibt sich aus der Steifigkeit der installierten Radbrem sen. Die Kraft steigt ist progressiv an, aber ohne einen harten Impuls am Ende des Wegs.
Demgegenüber weist ein gattungsgemäßes Brake-by-wire-Bremssystem ein Bremspedal auf, das Bestandteil einer Pedalsimulator-Einheit ist. Diese wan delt eine Bremspedal-Bewegung in ein elektrisches Bremspedal-Signal um, das eine fahrerseitige Verzögerungsvorgabe für ein elektronisches Steuerge rät bildet. Auf der Grundlage der Verzögerungsvorgabe generiert das Steuer gerät Stellsignale, mit denen zumindest eine Druckaufbau-Komponente zur Betätigung einer Fahrzeugbremse ansteuerbar ist. Im Normalbetrieb ist das Bremspedal über einen Stellweg von einer unbetätigten Pedalstellung in eine vom Fahrerfuß durchgedrückte Pedalstellung betätigbar. Dies erfolgt unter Aufbau einer Rückstellkraft, die unabhängig von der Ansteuerung der Druck aufbau-Komponente in der Pedalsimulator-Einheit erzeugt wird. Bei einem Frontalcrashfall kann sich die folgende Konstellation ergeben: Der Fahrerfuß befindet sich auf dem Bremspedal. Zum Crashzeitpunkt wird der Fahrzeuginsasse mitsamt Fahrerfuß trägheitsbedingt nach fahrzeugvorne beschleunigt, wodurch der Fahrerfuß das Bremspedal bis in die vollständig durchgedrückte Pedalstellung verstellt. In der vollständig durchgedrückten Pedalstellung ist das Bremspedal in Anlage mit einem nicht verformbaren mechanischen Anschlag, über den Crashenergie in den Fahrerfuß eingeleitet werden kann.
Im Stand der Technik ist der von der Pedalsimulator-Einheit bereitgestellte Pedal-Stellweg wesentlich kleiner ausgelegt als bei einem konventionellen hydraulisch-mechanisch gekoppelten Bremssystem. Von daher erfolgt der Aufschlag des Bremspedals am nicht verformbaren mechanischen Pedalan schlag unmittelbar nach dem Crashzeitpunkt, so dass gegebenenfalls über mäßig große Kraftspitzen in den Fahrerfuß eingeleitet werden können.
Aus der DE 10 2010 000 882 A1 ist ein Brake-by-wire-Bremssystem be kannt. Aus der US 2018/0118175 A1 und aus der FR 2 866 130 B1 sind wei tere Bremssysteme bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Bremssystem in einem Fahr zeug bereitzustellen, bei dem in konstruktiv einfacher Weise die Crashsicher heit für den Fahrzeuginsassen erhöht werden kann.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Bremssystem mit einem Bremspedal, das Bestandteil einer Pedalsimulator-Einheit ist. Diese wandelt eine Bremspedal- Bewegung in ein elektrisches Bremspedal-Signal um, das eine fahrerseitige Verzögerungsvorgabe für ein elektronisches Steuergerät bildet. Das elektro nische Steuergerät generiert auf der Grundlage der Verzögerungsvorgabe Stellsignale, mit denen zumindest eine Druckaufbau-Komponente zur Betäti gung einer Fahrzeugbremse angesteuert werden kann. Im Normalbetrieb ist das Bremspedal einer unbetätigten Pedalstellung über einen Stellweg in eine vom Fahrerfuß vollständig durchgedrückte Pedalstellung betätigbar. Dies er folgt unter Aufbau einer Rückstellkraft, die unabhängig von der Ansteuerung der Druckaufbau-Komponente von der Pedalsimulator-Einheit erzeugt wird.
Die Erfindung geht von dem Sachverhalt aus, dass in einem Frontalcrashfall der Fahrerfuß trägheitsbedingt mit einer im Vergleich zur normalen Betäti gungskraft gesteigerten Crashkraft in der Fahrtrichtung auf das Bremspedal einwirkt. Bei Einwirken der Crashkraft gibt die Pedalsimulator-Einheit gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 einen zusätzlichen Crashweg in der Fahrtrichtung frei. Über den Crashweg kann das Bremspedal mitsamt Fahrerfuß in der Fahrtrichtung verlagert werden.
Erfindungsgemäß ist daher der Gesamtpedalweg des Bremspedals aufgeteilt in einen Bremspedal-Stellweg, der im Normalbetrieb verfügbar ist, und in ei nen zusätzlichen Crashweg, der bei einem Frontalcrashfall zusätzlich verfüg bar ist. Beispielhaft kann im Bereich des Crashwegs ein Elastomer oder ein vorgespanntes Feder-Element als ein Dämpfungselement eingebaut sein.
In einer technischen Umsetzung kann die Pedalsimulator-Einheit ein Feder paket mit einer Kraft-Weg-Kennlinie aufweisen. Die Kraft-Weg-Kennlinie kann derart ausgelegt sein, dass bei einer Pedal-Bewegung von der unbetä tigten Pedalstellung über den Stellweg in die durchgedrückte Pedalstellung die auf das Bremspedal wirkende Rückstellkraft linear oder progressiv an steigt. Die Rückstellkraft kann bei Erreichen der durchgedrückten Pedalstel lung einen Maximalwert einnehmen.
In der durchgedrückten Pedalstellung kann das Bremspedal gegen einen Pe dalanschlag verstellt sein. Bevorzugt ist es, wenn der Pedalanschlag oder eine bremspedalseitige Gegenkontur als ein Dämpfungselement realisiert ist. Das Dämpfungselement kann sich bei Einwirken der vom Fahrerfuß erzeug ten Crashkraft unter Freigabe des Crashwegs verformen. Durch die vom Dämpfungselement geleistete Verformungsarbeit kann bevorzugt zumindest teilweise Crashenergie abgebaut werden, wodurch die Crashsicherheit des Fahrers erhöht ist.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante kann das Dämpfungselement eine Kraft/Weg-Kennlinie aufweisen. Diese kann so ausgelegt sein, dass bei einer (in der Fahrtrichtung ausgerichteten) Pedal-Bewegung von der vollständig durchgedrückten Pedalstellung über den Crashweg die auf das Bremspedal wirkende Rückstellkraft ansteigt, und zwar bis Erreichen eines Maximalwerts. Dieser kann bevorzugt kleiner bemessen sein als ein vordefinierter Grenz wert (Tibia-Grenzwert), der einem maximal erlaubbaren, auf den Fahrerfuß wirkenden, crashbedingten Kraftimpuls entspricht.
Die Kraft/Weg-Kennlinie des Dämpfungselements kann so ausgelegt sein, dass erst ab Erreichen eines unteren Kraft-Grenzwerts die Crashkraft den zusätzlichen Crashweg freigibt. Um ein einwandfreies Zusammenspiel des Dämpfungselements und des Federpakets zu gewährleisten, können deren Kraft/Weg-Kennlinien wie folgt aufeinander abgestimmt sein: So kann der Maximalwert der Kraft/Weg-Kennlinie des Federpakets um eine Kraft-Diffe renz kleiner bemessen sein als der untere Kraft-Grenzwert der Kraft/Weg- Kennlinie des Dämpfungselements.
In einer technischen Realisierung kann die Pedalsimulator-Einheit eine Kol- ben-/Zylinder-Anordnung aufweisen. In der Kolben-/Zylinder-Anordnung ist das Federpaket in einem Zylinder positioniert. Ein erster Fußpunkt des Fe derpakets kann sich unmittelbar oder mittelbar an einem Zylinderboden des Zylinders abstützen, während sich der zweite Fußpunkt des Federpakets an einem hubverstellbaren Flubkolben abstützen kann, der im Zylinder geführt ist. Der Flubkolben kann über eine Koppelstange mit dem Bremspedal bewe gungsgekoppelt sein.
In einer ersten Ausführungsvariante kann der erste Fußpunkt des Federpa kets unter Zwischenlage des Dämpfungselements auf dem Zylinderboden des Zylinders der Pedalsimulator-Einheit abgestützt sein. In diesem Fall ist das Dämpfungselement daher unmittelbar in der Kolben-/Zylinder-Anordnung integriert. In diesem Fall kann in der vollständig durchgedrückten Pedalstel lung das Federpaket bis auf ein Blockmaß zusammengepresst sein und ge gen das als Pedalanschlag wirkende Dämpfungselement drücken. Alternativ dazu kann der Pedalanschlag unabhängig von der Kolben-/Zylin- der-Anordnung mit dem Bremspedal Zusammenwirken. Beispielhaft kann der Pedalanschlag an einem Bremspedal-Gehäuse angebunden sein, das wie derum an der Fahrzeug-Karosserie befestigt ist. Alternativ dazukann der Pe dalanschlag auch unmittelbar an der Fahrzeug-Karosserie angebunden sein.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefüg ten Figuren beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 bis 5 ein Bremssystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; Fig. 6 bis 8 ein Bremssystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
Fig. 9 und 10 jeweils weitere Ausführungsbeispiele des Bremssystems.
In der Figur 1 ist ein Brake-by-wire-Bremssystem mit einem Bremspedal 1 gezeigt, das Bestandteil einer Pedalsimulator-Einheit 3 ist. Die Pedalsimula- tor-Einheit 3 weist eine Sensoreinrichtung 5 auf, mittels der eine mechani sche Bremspedal-Bewegung in ein elektrisches Bremspedal-Signal umge wandelt wird, das als eine fahrerseitige Verzögerungsvorgabe V zu einem elektronischen Steuergerät 7 übertragen werden kann. Das elektronische Steuergerät 7 generiert auf der Grundlage der Verzögerungsvorgabe Stell- Signale y, mit denen zumindest eine Druckaufbau-Komponente 9 ansteuer bar ist, mit deren Hilfe ein mit einer Bremsscheibe 11 zusammenwirkender Bremssattel 13 einer Fahrzeugbremse 15 druckbetätigbar ist. In der Figur 1 weist die Pedalsimulator-Einheit 3 eine Kolben-/Zylinder-An- ordnung 17 auf, bei der ein Federpaket 19 in einem Zylinder 21 positioniert ist. Das Federpaket 19 ist mit einem Fußpunkt unmittelbar am Zylinderboden 23 des Zylinders 21 abgestützt, während der andere Fußpunkt an einem Flubkolben 25 abgestützt ist. Der Flubkolben 25 ist wiederum über eine Kop pelstange 27 mit dem Bremspedal 1 bewegungsgekoppelt.
Der Pedalsimulator-Einheit 3 ist ein später beschriebener Pedalanschlag 29 zugeordnet. Dieser ist in der Figur 1 unabhängig von der Kolben-/Zylinder- Anordnung 17 an einer Fahrzeugkarosserie 31 angebunden.
Im Normalbetrieb kann das an einer Anlenkstelle 33 schwenkbar an der Fahrzeugkarosserie 31 angelenkte Bremspedal 1 über einen Stellweg s\ von einer unbetätigten Pedalstellung I (Figur 1 oder 2) in eine vom Fahrerfuß voll ständig durchgedrückte Pedalstellung II (Figur 3) betätigt werden. Dies er folgt unter Aufbau einer Rückstellkraft FR, die unabhängig von der Ansteue rung der Druckaufbau-Komponente 9 in der Kolben-/Zylinder-Anordnung 17 erzeugt wird. In der vollständig durchgedrückten Pedalstellung II (Figur 3) ist der Stellweg s\ aufgebraucht, wobei das Bremspedal 1 in Anlage ist mit dem Pedalanschlag 29.
Das Federpaket 19 in der Kolben-/Zylinder-Anordnung 17 weist eine in der Figur 5 angedeutete Kraft/Weg-Kennlinie KF auf. Demnach kann bei norma ler Betätigungskraft FB eine Pedal-Bewegung von der unbetätigten Pedalstel lung I über den Stellweg si bis in die durchgedrückte Pedalstellung II durch geführt werden. Gemäß der Kraft/Weg-Kennlinie KF steigt dabei die entge gen der Fahrtrichtung FR auf das Bremspedal 1 wirkende Rückstellkraft FR linear an, und zwar bis Erreichen eines Maximalwerts FFmax in der vollständig durchgedrückten Pedalstellung II.
In einem Frontalcrashfall wirkt der Fahrerfuß trägheitsbedingt mit einer im Vergleich zur normalen Betätigungskraft FB gesteigerten Crashkraft Fc (Figur 4) in der Fahrtrichtung FR auf das Bremspedal 1 . Der Kern der Erfindung be steht darin, dass bei Einwirken der Crashkraft Fc auf das Bremspedal 1 die Pedalsimulator-Einheit 3 einen zusätzlichen Crashweg S2 in der Fahrtrichtung FR freigibt. Über den zusätzlichen Crashweg S2 kann das Bremspedal 1 mits amt Fahrerfuß in der Fahrtrichtung FR nach fahrzeugvorne verlagert werden. Gemäß den Figuren 1 bis 5 ist hierfür der Pedalanschlag 29 nicht bauteil steif, sondern vielmehr über ein Dämpfungselement 30 an der Karosserie 31 angebunden. Das Dämpfungselement 30 verformt sich bei Einwirken der Crashkraft Fc unter Freigabe des Crashwegs S2. Durch die vom Dämpfungs element 30 geleistete Verformungsarbeit kann teilweise Crashenergie abge baut werden, wodurch die Crashsicherheit des Fahrzeuginsassen erhöht wird.
In der Figur 5 ist die Kraft/Weg-Kennlinie KD des Dämpfungselements 30 ver anschaulicht. Demnach steigt bei einer Pedal-Bewegung von der durchge drückten Pedalstellung II über den Crashweg S2 die auf das Bremspedal 1 wirkende Rückstellkraft FR linear an, und zwar bis Erreichen eines Maximal werts Fümax. Der Maximalwert Fümax ist dabei kleiner bemessen als ein vorde finierter Grenzwert FT (Tibia-Grenzwert), der einem maximal erlaubbaren, auf den Fahrerfuß wirkenden, crashbedingten Kraftimpuls entspricht. Die Kraft/Weg-Kennlinie KD des Dämpfungselements 30 ist so ausgelegt, dass der zusätzliche Crashweg S2 erst freigegeben wird, wenn die Crashkraft Fc eines unteren Kraft-Grenzwerts Fümin überschreitet.
Wie aus der Figur 5 hervorgeht, ist der Maximalwert FFmax der Kraft/Weg- Kennlinie KF des Federpakets 19 um eine Kraft-Differenz AF kleiner bemes sen als der untere Kraft-Grenzwert Fümin der Kraft/Weg-Kennlinie KD des Dämpfungselements 30. Damit ist gewährleistet, dass für den Fahrer im Nor malbetrieb die erfindungsgemäße Crash-Funktion nicht wahrnehmbar ist.
In den Figuren 6 bis 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ge zeigt, deren grundsätzlicher Aufbau und Funktionsweise identisch mit dem Ausführungsbeispiel der vorangegangenen Figuren ist. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist in den Figuren 6 bis 8 das Dämpfungselement 29 unmittelbar in der Kolben-/Zylinder-Anordnung 17 integriert. Der erste Fe derfußpunkt des Federpakets 19 ist nämlich nicht unmittelbar auf dem Zylinderboden 23 des Zylinders 21 abgestützt, sondern vielmehr unter Zwi schenlage des Dämpfungselements 30. Bei Erreichen der durchgedrückten Pedalstellung II ist das Federpaket 19 bis auf ein Blockmaß m (Figur 7) zu sammengepresst. Das auf das Blockmaß m zusammengepresste Federpa- ket 19 drückt im Frontalcrashfall gegen das als Pedalanschlag wirkende Dämpfungselement 30 und verformt dieses um den Crashweg S2 (Figur 8).
In dem in der Figur 9 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Pedalanschlag 29 nicht unmittelbar an der Fahrzeugkarosserie 31 montiert, sondern viel- mehr an einem Bremspedal-Gehäuse 35. Alternativ dazu ist in der Figur 10 nicht der Pedalanschlag 29 mit einem Dämpfungselement 30 realisiert, son dern vielmehr die bremspedalseitige Gegenkontur 37 mit einem Dämpfungs element 30 im Sinne der Erfindung realisiert.
BEZUGSZEICHENLISTE:
1 Bremspedal
3 Pedalsimulator-Einheit 5 Sensoreinrichtung
7 elektronisches Steuergerät 9 Druckaufbau-Komponente 11 Bremsscheibe 13 Bremssattel 15 Fahrzeugbremse
17 Kolben-/Zylinder-Anordnung 19 Federpaket 21 Zylinder 23 Zylinderboden 25 Hubkolben
27 Koppelstange
29 Pedalanschlag
30 Dämpfungselement
31 Fahrzeugkarosserie 33 Anlenkstelle
35 Bremspedal-Gehäuse 37 bremspedalseitige Gegenkontur V Verzögerungsvorgabe y Stellsignale FR Fahrtrichtung Fc Crashkraft FB normale Betätigungskraft
51 Stellweg
52 Crashweg FR Rückstellkraft KF Kraft/Weg-Kennlinie des Federpakets KD Kraft/Weg-Kennlinie des Dämpfungselements m Blockmaß
FFmax Maximalwert in der Kraft/Weg-Kennlinie des Federpakets Fümax Maximalwert in der Kraft/Weg-Kennlinie des Dämpfungsele ments
FT vordefinierter Grenzwert
AF Kraftdifferenz unbetätigte Pedalstellung vollständig durchgedrückte Pedalstellung

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1. Bremssystem in einem Fahrzeug, mit einem Bremspedal (1 ), das Be standteil einer Pedalsimulator-Einheit (3) ist, wobei im Normalbetrieb das Bremspedal (1) über einen Stellweg (si) von einer unbetätigten Pe dalstellung (I) in eine vom Fahrerfuß vollständig durchgedrückte Pedal stellung (II) betätigbar ist, und wobei in einem Frontalcrashfall der Fah rerfuß mit einer im Vergleich zur normalen Betätigungskraft (FB) gestei gerten Crashkraft (Fc) in Fahrtrichtung (FR) auf das Bremspedal (1 ) einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass bei Einwirken der Crashkraft (Fc) die Pedalsimulator-Einheit (3) ei nen zusätzlichen Crashweg (S2) in Fahrtrichtung (FR) freigibt, über den das Bremspedal (1) mitsamt Fahrerfuß in der Fahrtrichtung (FR) verla gerbar ist.
2. Bremssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Pedalsimulator-Einheit (3) eine Bremspedal-Bewegung in ein elektri sches Bremspedal-Signal umwandelt, das eine fahrerseitige Verzöge rungsvorgabe (V) für ein elektronisches Steuergerät (7) bildet, das auf der Grundlage der Verzögerungsvorgabe (V) Stellsignale (y) generiert, mit denen zumindest eine Druckaufbau-Komponente (9) zur Betätigung einer Fahrzeugbremse (15) ansteuerbar ist, und zwar unter Aufbau ei ner Rückstellkraft (FR), die unabhängig von der Ansteuerung der Druck aufbau-Komponente (9) von der Pedalsimulator-Einheit (3) erzeugbar ist.
3. Bremssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pedalsimulator-Einheit (3) ein Federpaket (19) mit einer Kraft/Weg-Kennlinie (KF) aufweist, mittels der bei einer Pedal-Bewe gung von der unbetätigten Pedalstellung (I) über den Stellweg (si) in die durchgedrückte Pedalstellung (II) die entgegen der Fahrtrichtung (FR) auf das Bremspedal (1) wirkende Rückstellkraft (FR), insbesondere linear oder progressiv, ansteigt, und zwar insbesondere bis Erreichen eines Maximalwerts (FFmax) in der durchgedrückten Pedalstellung (II).
Bremssystem nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der durchgedrückten Pedalstellung (II) das Bremspedal (1) in Anlage mit einem Pedalanschlag (29) verstellt ist, und dass insbeson dere der Pedalanschlag (29) oder seine bremspedalseitige Gegenkon tur (37) mit einem Dämpfungselement (30) realisiert ist, das bei Einwir ken der Crashkraft (Fc) unter Freigabe des Crashwegs (S2) verformbar ist, und dass insbesondere durch die vom Dämpfungselement (30) ge leistete Verformungsarbeit teilweise Crashenergie abgebaut wird.
Bremssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (30) eine Kraft/Weg-Kennlinie (KD) aufweist, mittels der bei einer Pedal-Bewegung über den Crashweg (S2) die auf das Bremspedal (1 ) wirkende Rückstellkraft (FR), insbesondere linear oder progressiv, ansteigt, und zwar insbesondere bis Erreichen eines Maxi malwerts (Fümax), und dass insbesondere der Maximalwert (Fümax) klei ner bemessen ist als ein vordefinierter Grenzwert (FT), der einem maxi mal erlaubbaren, auf den Fahrerfuß wirkenden, crashbedingten Kraftim puls entspricht.
Bremssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft/Weg-Kennlinie (KD) des Dämpfungselements (30) so ausgelegt ist, dass der zusätzliche Crashweg (S2) erst freigebbar ist, wenn die Crashkraft (Fc) einen unteren Kraft-Grenzwert (Fümin) überschreitet, und dass insbesondere der Maximalwert (FFmax) der Kraft/Weg-Kennlinie (KF) des Federpakets (19) um eine Kraft-Differenz (AF) kleiner bemes sen ist als der untere Kraft-Grenzwert (Fümin) der Kraft/Weg-Kennlinie (KD) des Dämpfungselements (30).
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pedalsimulator-Einheit (3) eine Kolben-/Zy- linder-Anordnung (17) aufweist, bei der das Federpaket (19) in einem Zylinder (21) positioniert ist, und dass insbesondere der eine Fußpunkt des Federpakets (19) mittelbar oder unmittelbar an einem Zylinderbo den (23) des Zylinders (21) abgestützt ist, und/oder der andere Fuß punkt des Federpakets (19) an einem hubverstellbaren Flubkolben (25) abgestützt ist, der über eine Koppelstange (27) mit dem Bremspedal (1 ) bewegungsgekoppelt ist.
8. Bremssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Federfußpunkt des Federpakets (19) unter Zwischenlage des Dämp- fungselements (30) auf dem Zylinderboden (23) des Zylinders (21 ) der
Pedalsimulator-Einheit (3) abgestützt ist, und/oder dass insbesondere bei Erreichen der durchgedrückten Pedalstellung (II) das Federpaket (19) bis auf ein Blockmaß (m) zusammengepresst ist und gegen das als Pedalanschlag wirkende Dämpfungselement (30) drückt.
9. Bremssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Pedalanschlag (29), insbesondere unabhängig von der Kolben-/Zylinder-Anordnung (17), an einem Bremspedal-Gehäuse (35) oder unmittelbar an der Fahrzeug-Karosserie (31) angebunden ist.
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