具有多个回位元件的踏板模拟装置的制作方法

文档序号:19152849发布日期:2019-11-16 00:17阅读:185来源:国知局
具有多个回位元件的踏板模拟装置的制作方法

本公开总体上涉及尤其用于汽车制动系统的踏板模拟装置的技术领域。更具体地,本公开涉及一种踏板模拟装置,其中回位装置包括多个回位元件,这些回位元件可以以预定方式、并且优选地以基本上相继的方式变形。本公开进一步涉及一种包括这种踏板模拟装置的汽车制动系统以及一种用于在制动踏板的致动过程中提供触觉反馈的方法。



背景技术:

踏板模拟装置的使用尤其在汽车制动系统领域中是已知的。这种踏板模拟装置通常与制动系统结合使用,制动系统包括可以独立于驾驶员操作的制动致动器单元(所谓的“线控制动系统(brake-by-wiresystem)”)。例如,已知至少在制动系统的正常操作过程中借助于机电制动致动器单元致动制动主缸的制动活塞并且以这种方式产生期望的制动力。在这种情况下,驾驶员操作的制动踏板不直接作用在制动主缸的制动活塞上。替代地,传感器检测踏板操作,以便在期望的车辆减速程度方面确定驾驶员的意图,并从中推导出用于制动致动器单元的控制信号。

尽管有制动活塞的这种有目的的解除联接,但为了给驾驶员提供关于制动过程的触觉反馈,制动踏板替代地与踏板模拟装置相互作用。这通常设计成产生与对制动踏板的致动相反地作用的预定复位力。因此,例如,可以产生驾驶员在操作踏板过程中预期的阻力,该阻力表明建立了用于有效制动的液压压力。例如,这种解决方案可以在wo2012/152352a1中找到。

线控制动制动系统的其他变体设置的是:由于驾驶员经由制动踏板作用在制动主缸上而建立的压力至少在正常操作过程中保持与车轮制动器解除联接。替代地,制动踏板和/或制动活塞与踏板模拟装置液压联接,并且由独立于驾驶员地致动的压力产生单元提供用于制动的有效液压压力。在这种情况下同样是,传感器检测踏板操作,以便在期望的车辆减速程度方面确定驾驶员的意图,并从中推导出用于制动致动器单元的控制信号。

这种踏板模拟装置的一个目的是在长时间操作中为驾驶员提供预定的触觉反馈。然而,通过先前已知的方法,仅在某些条件下才是这种情况。



技术实现要素:

将提供一种踏板模拟装置,该踏板模拟装置可以以可靠且准确的方式提供期望的触觉反馈。

本公开提供了一种踏板模拟装置,包括:壳体;顶靠区域,所述顶靠区域以基本上刚性的方式与所述壳体相联接;活塞,所述活塞接纳在所述壳体中并且能够通过经过相继的第一致动阶段和第二致动阶段而在致动方向上移动;回位装置,所述回位装置被构造成在所述活塞上施加复位力,所述复位力与所述活塞在所述致动方向上的移位相反地作用;所述回位装置包括:能弹性变形的第一回位元件、弹性变形的第二能回位元件以及联接单元,能弹性变形的所述第一回位元件具有基本上非线性的弹簧特性,能弹性变形的所述第二回位元件具有基本上线性的弹簧特性,其中,所述第一回位元件和所述第二回位元件被构造成至少由于制动踏板的致动而经由所述联接单元彼此顶靠,其中,所述联接单元能够在所述活塞的第一致动阶段过程中在主要或基本上单独是所述第一回位元件的变形下移位,其中,所述联接单元被设计成在所述第一致动阶段完成时以阻止在所述致动方向上进一步移位的方式顶靠所述顶靠区域,并且其中,所述活塞被构造成在经过所述第二致动阶段时在主要或基本上单独是所述第二回位元件的变形下在所述致动方向上进一步移位。

壳体可以包括缸体,或者换言之,缸膛,并且与活塞一起限定了压力室。可以根据制动踏板的致动将一定体积的制动流体引入壳体中,以便使活塞在壳体内移位。

通常,活塞可以沿着移位轴线可移位。此移位轴线可以与壳体的纵向轴线和/或其任何缸膛的纵向轴线重合。除非另有说明或显而易见,否则术语“轴向”和“径向”在本公开的上下文中涉及此移位轴线。活塞在致动方向上的移位可以对应于在沿着移位轴线的方向上的移位。如所提及的,此移位可以决定性地或单独地取决于例如制动踏板的主动致动,在该主动致动过程中液压体积被引入壳体中。另一方面,与致动方向相反的移位可以决定性地或单独地在回位装置的作用下发生。优选地,这还在驾驶员停止致动制动踏板和/或释放制动踏板时发生,使得活塞返回到非致动初始位置。

第一致动阶段可以包括活塞在致动方向上尤其是从活塞的非致动初始位置在预定移位路径上的移位。同样,第一致动阶段可以跟随初始致动阶段,这将在下面解释。第二致动阶段可以包括活塞在致动方向上在另外的预定移位段上的移位。第一致动阶段和第二致动阶段(或者还有下面解释的任何初始致动阶段)的移位段可以直接彼此邻接,或者换言之,彼此合并。总的来说,活塞可以在致动方向上在最大可用移位路径上移位。此移位路径可以由相应致动阶段的上述移位段构成。

此外,移位段可以是基本上相同的。替代性地,在第一致动阶段过程中的移位段可以小于在第二致动阶段过程中的移位段,或者反之亦然。优选地,在第一致动阶段过程中,移位段超过第二致动阶段的移位段(或者反之亦然)不小于1.2倍、不小于1.6倍、不小于2.0倍或不小于3.0倍。

例如,活塞也可以实施为中空圆柱体并且至少部分地接纳回位装置(并且尤其是其第二回位元件)。活塞可以支撑在回位装置上并且根据在致动方向上的移位施加力。根据一个变体,活塞顶靠第二回位元件。

改进方案包括:活塞与壳体限定了接纳空间,该壳体独立于任何压力室形成。回位装置可以容纳在接纳空间中。活塞在致动方向上的移位可以伴有压力室的容积的增加,在这种情况下,接纳空间的容积对应地减小并且尤其是减小相同的量。然而,当活塞与致动方向相反地移位时,压力室的容积可以减小,并且接纳空间的容积对应地增加并且尤其是增加相同的量。

踏板模拟装置的顶靠区域可以设置在壳体的与活塞相反定位的区域中。例如,在沿致动方向移位的情况下,活塞可以朝向顶靠区域移动。顶靠区域可以至少部分地实施在与壳体相联接的盖组件中。盖组件与壳体一起可以限定可能的接纳空间,回位装置接纳在该接纳空间中。

顶靠区域与壳体的基本上刚性的联接可以包括可以在顶靠区域与壳体之间产生力流的可能性,该力流延伸穿过基本上不可弹性变形或仅可略微弹性变形的元件。换言之,可以是机械刚性的联接。通常可以这样设置:施加在顶靠区域上的力可以被引入壳体中,而没有顶靠区域或包括顶靠区域的元件经历任何实质的移位和/或变形。

在更高的水平上,还可以这样设置:在第一致动阶段开始时联接单元至少间接地支撑抵靠顶靠区域,但是其方式为使得联接单元仍然可以在致动方向上相对于顶靠区域移位。换言之,首先可以在这些元件之间存在轴向间隙。如下面解释的,联接单元还可以布置在顶靠区域的引导区域上。在第一致动阶段过程中,联接单元能够在克服轴向间隙的同时沿着引导区域滑动。然而,在第一致动阶段完成时,联接单元在顶靠区域上的这种支撑然后可以被设置成例如由于与顶靠区域的可能的顶靠表面发生接触而不能在致动方向上进一步移位。

回位装置通常可以响应于活塞在致动方向上的移位而提供复位力的预定进展。此进展可以称为所谓的模拟特性或踏板特性。驾驶员在致动过程中的不同时间点接收的触觉反馈(或者换言之,当经过可用总踏板致动路径的不同部分时)可以使用复位力的进展来确定。例如,可以经由第一踏板致动段而不是经由第二踏板致动段产生不同的复位力,该第一踏板致动段可以对应于上面解释的踏板模拟装置的第一致动阶段,该第二踏板致动段跟随第一致动段并且可以对应于踏板模拟装置的第二致动阶段。在更高的水平上,可以这样设置:复位力随着继续的踏板操作(并且/或者随着活塞在致动方向上的继续移位)而增加。

第一回位元件和第二回位元件可以在活塞如所看到的在致动方向上的可能的总移位路径上具有不同的弹簧特性。第一回位元件的基本上非线性的弹簧特性可以意味着弹簧特性在活塞至少如所看到的在第一致动阶段过程中的至少部分或大部分或全部的移位路径上具有非线性进展。这可以是大致曲线特性和/或渐进特性。

第二回位元件的基本上线性的弹簧特性可以意味着弹簧特性在活塞至少如所看到的在第二致动阶段过程中的至少部分或大部分或全部的移位路径上具有线性进展。尤其,这可以是线性增加的特性,具有大于30°、大于40°、大于50°或大于60°的斜角。

联接单元可以可移位地接纳在踏板模拟装置中、并且尤其是接纳在壳体中(例如,接纳在用于回位装置的壳体的可能的接纳空间中)。联接单元也可以沿着移位轴线可移位。根据一个变体,联接单元可以至少在第一致动阶段的情况下与活塞一起在致动方向上移位并且/或者在踏板致动完成时与致动方向相反地返回到初始位置。

联接单元可以具有接触部分,回位元件中的至少一个回位元件可以支撑在该接触部分上和/或直接顶靠该接触部分。接触部分可以具有盘或板的形状。接触部分可以基本上在中心接纳移位轴线。联接单元还可以具有相互作用区域,该联接单元可以借助于该相互作用区域支撑在顶靠区域上。相互作用区域可以从接触部分延伸或被接触部分包括。相互作用区域可以包括接纳区域(下面解释)并且可以实施为例如沿着移位轴线延伸的长形中空圆柱形区域。

通常,联接单元可以沿着移位轴线至少部分地定位在回位元件之间。优选地,两个回位元件均顶靠联接单元。例如,第一回位元件可以顶靠联接单元的第一侧而第二回位元件顶靠背离其的第二侧。可以这样设置:回位元件彼此并不接触和/或轴向重叠。

根据一个变体,即使在没有制动踏板致动的情况下(即,当踏板模拟装置处于非致动状态时),第一回位元件和第二回位元件也基本上没有间隙地支撑在联接单元上。优选地,它们以基本上无游隙的方式直接顶靠联接单元。在踏板模拟装置的操作过程中也可以基本上维持无游隙状态。

在活塞的第一致动阶段过程中,活塞可以在回位装置上施加力,该力尤其是经由第二回位元件间接地作用在联接单元上。联接单元也可以根据活塞移位而在致动方向上移位、并且尤其是与其平行和/或成比例地移位。相应地,该联接单元可以覆盖一定移位路径,该移位路径可以根据回位元件的变形与活塞在第一致动阶段过程中的上述移位段相差预定程度。

在本公开的上下文中,第一回位元件和第二回位元件(以及下面解释的中间回位元件)的变形尤其可以与沿着移位轴线和/或在致动方向上的变形相关联。更确切地,这可以包括相应元件的长度沿着移位轴线的轴向变化——例如,轴向压缩。在更高的水平上,联接单元在第一致动阶段过程中的移位可以转换成第一回位元件的变形,这是因为联接单元和第一回位元件可以支撑抵靠彼此。第一回位元件可以以基本上与联接单元的移位相对应的方式变形、并且尤其是轴向压缩。

另一方面,在第一致动阶段过程中,第二回位元件仅略微变形、并且尤其是仅略微轴向压缩。因此,回位装置可以在第一致动阶段过程中是基本上在第一回位元件附近变形,使得在此致动阶段过程中产生的复位力也基本上由第一回位元件提供。

第一回位元件在第一致动阶段过程中主要变形可以意味着第一回位元件比第二回位元件更大程度地变形、并且尤其是轴向压缩。例如,第一回位元件在第一致动阶段过程中可以变形(或者轴向压缩)到这样的程度:超过第二回位元件的对应变形至少1.5倍、至少2.0倍、至少4.0倍、至少8.0倍或至少10.0倍。替代性地,可以基本上只有第一回位元件在第一致动阶段过程中变形,而第二回位元件基本上保持不变形。例如,如果第一回位元件的变形超过第二回位元件的变形大于20倍、大于30倍或大于40倍,就可以是这种情况。

总之,在第一致动阶段过程中可以这样设置:回位装置的复位力基本上或本质上仅由第一回位元件提供,而由第二回位元件提供的复位力较小或几乎可忽略不计。换言之,由回位装置在第一致动阶段过程中产生的复位力的进展以及因此模拟特性的进展可以基本上由第一回位元件确定,这意味着它也可以具有基本上非线性的进展。

最迟在第一致动阶段完成时,联接单元可以支撑在顶靠区域上、并且尤其是立即与该顶靠区域发生接触。在此之前,联接单元可以被布置成不与顶靠区域接触或者至少不与其顶靠表面接触。根据本公开,在第一致动阶段之后的支撑是这样的:在致动方向上进一步移位被阻止。换言之,顶靠区域可以阻挡联接单元和活塞在此时间点之后继续在致动方向上联合移位。

在阻止联接单元进一步移位之后,可以立即开始第二致动阶段。在活塞在致动方向上进一步移位时,尤其是由于联接单元不会进一步移位而使得第一回位元件的进一步变形基本上不会发生。替代地,第一回位元件可以基本上维持第一致动阶段结束时的变形状态。

再次,第二回位元件在第二致动阶段过程中主要或单独变形可以意味着第二回位元件比第一回位元件更大程度地变形、并且尤其是轴向压缩。例如,第二回位元件在第二致动阶段过程中可以变形(或者轴向压缩)到这样的程度:超过第一回位元件的对应变形至少1.5倍、至少2.0倍、至少4.0倍、至少8.0倍或至少10.0倍。替代性地,可以只有第二回位元件在第二致动阶段过程中变形。另一方面,第一回位元件可以维持基本上恒定的变形状态。例如,如果第二回位元件的变形超过第一回位元件的变形大于20倍、大于30倍、或大于40倍,就可以是这种情况。

总之,因此在第二致动阶段过程中可以这样设置:回位装置的复位力基本上或本质上仅由第二回位元件提供,而由第一回位元件提供的复位力较小并且/或者不经历任何显著的进一步变化。换言之,由回位装置在第二致动阶段过程中产生的复位力的进展以及因此模拟扫描线的进展可以基本上由第二回位元件确定,这意味着它也可以具有基本上线性的进展。

一个改进方案设置的是,所述第一回位元件被设计成在所述第二致动阶段过程中维持基本上恒定的变形状态。为此目的,第一回位元件可以至少部分地布置在在此致动阶段过程中不能进一步移位的联接单元与相对定位的壳体区域之间。通常,第一回位元件在第二致动阶段中不能经历任何另外的轴向压缩,并且优选地也没有轴向松弛(这意味着它不能经历任何轴向延伸)。

所述第二回位元件和所述第一回位元件通常可以被布置成串联地作用。尤其,回位元件可以串联地布置,或者换言之,沿着移位轴线观察时相继地布置。在这种情况下,联接单元也可以至少部分地轴向地布置在回位元件之间。然而,通常,可以想到回位元件和/或联接单元之间有轴向重叠。

根据一个变体,所述第二回位元件通过第一端部区域支撑在所述活塞上并且通过第二端部区域支撑在所述联接单元上。第一端部区域和第二端部区域可以沿着移位轴线间隔开和/或形成第二回位元件的轴向端部区域。端部区域可以面向联接单元和活塞,在这种情况下,端部区域中的至少一个端部区域优选地直接顶靠联接单元或活塞。在更高的水平上,第二回位元件因此可以至少部分地轴向地布置在活塞与联接单元之间并且/或者轴向地布置在活塞与第一回位元件之间。

另外或替代性地,所述第一回位元件可以通过第一端部区域支撑在所述联接单元上并且通过第二端部区域支撑在所述壳体的底部区域上。底部区域可以与活塞轴向地相对并且/或者至少部分地包括顶靠区域。尤其,底部区域可以由盖组件包括,该盖组件优选地与活塞限定了用于回位装置的接纳空间。端部区域进而可以是第一回位元件的在沿着移位轴线观察时彼此间隔开的端部区域并且/或者是第一回位元件的轴向端部区域。端部区域可以面向联接单元和底部区域,在这种情况下,端部区域中的至少一个端部区域优选地直接抵靠联接单元或底部区域。在更高的水平上,第一回位元件因此可以至少部分地轴向地布置在联接单元与底部区域之间并且/或者轴向地布置在第二回位元件与底部区域之间。

本公开的一个实施例,从活塞开始并沿着移位轴线在致动方向上,踏板模拟装置依次具有以下部件:活塞、第二回位元件、联接单元、第一回位元件、(可选的)底部区域。至少轴向彼此相邻的元件也可以轴向重叠。底部区域可以包括顶靠区域。

一种改进方案包括:所述第一回位元件具有比所述第二回位元件低的变形阻力。换言之,与第二回位元件相比,第一回位元件可以已经屈服于更小幅度的力并且/或者更大程度地屈服。术语“变形阻力”通常可以指回位元件对其他合适的弹簧特性的弹性,例如绝对和/或平均弹簧常数。平均弹簧常数可以尤其在非线性弹簧特性的情况下是相关的。通常,在第一致动阶段和第二致动阶段过程中以上述变形顺序产生的回位元件的变形行为、并且尤其是其不同的变形行为可以借助于变形阻力来调节。

在这种情况下,可以这样设置:至少在第一致动阶段过程中维持所描述的变形阻力比。换言之,可以这样设置:在整个第一致动阶段过程中,与第二回位元件相比,第一回位元件保持较低的变形阻力。

第一回位元件可以包括不同的变形部分,尤其,这些变形部分可以轴向相继地布置。变形部分的变形行为可以彼此不同。尤其,第一变形部分可以具有与第二变形部分相比减小的变形阻力(例如,由于不同的弹簧常数)。在施加变形力(例如,由于联接单元移位)时,第一变形部分于是可以首先经历比第二变形部分大的变形。因此,由第一回位元件产生的复位力可以首先主要或基本上单独由第一变形部分确定。例如,如果引入的力超过第一变形部分不能继续进一步变形或仅能略微继续进一步变形的阈值,则第二变形部分(另一方面)可以承担第一回位元件的较大比例的变形。

如果例如通过使联接单元在致动方向上的移位继续来进一步增加变形力,则由第一回位元件产生的复位力因此可以主要或基本上单独由第二变形部分提供。

实施例这样设置:第一回位元件包括橡胶弹簧元件。该橡胶弹簧元件可以是大致圆柱形和/或块状的。根据一个变体,橡胶弹簧元件包括不同尺寸且优选轴向相继的区段,这些区段以上面解释的方式形成第一回位元件的不同变形部分。这些区段可以限定直径阶梯。

橡胶弹簧元件可以至少部分地抵靠顶靠区域布置或布置在其上,并且/或者抵靠用于联接单元的引导区域布置或布置在其上,这将在下面解释。根据一个变体,橡胶弹簧元件包括孔洞,该孔洞优选地沿着移位轴线延伸。下面解释的顶靠区域和/或引导区域可以接纳在此孔洞中,尤其是使得橡胶弹簧元件径向地固持在位。橡胶弹簧元件的轴向端部区域可以进一步包括端部表面,以用于与联接单元和/或壳体的底部区域相接触或发生接触。

优选地,当所述活塞处于非致动状态时,所述橡胶弹簧元件呈现基本上无偏压的状态。在非致动状态下,例如,活塞通常可以呈现其已被回位装置推入到其中的和/或其被回位装置保持在其中的初始位置。可以这样设置:活塞仅在驾驶员致动踏板时离开此初始位置。当呈现此初始位置时,可以这样设置:至少第一回位元件(或者还有两个回位元件均)处于基本上无偏压的状态。仅由于活塞在致动方向上刚开始移位,回位元件才能被置于(机械)张力下。

实施例这样设置:所述第二回位元件包括螺旋弹簧元件。螺旋弹簧元件可以包括金属材料或由金属材料制成。螺旋弹簧元件可以绕移位轴线同心地延伸。螺旋弹簧元件可以至少部分地顶靠活塞的内壁,尤其是如果活塞实施有中空圆柱形接纳区域。出于完整性起见,应注意的是,联接单元也可以顶靠壳体内壁或者可以与该壳体内壁发生接触。

顶靠区域可以包括轴向突出的区域,该区域可以尤其是从壳体的可能的盖组件的底部区域延伸。根据一个变体,顶靠区域是圆柱形和/或销状的,优选地具有圆化或圆形截面。顶靠区域还可以与致动方向相反地延伸并且/或者朝活塞的方向延伸。顶靠区域可以包括外周表面和/或面向活塞的轴向端部区域。如上所述,第一回位元件可以布置在顶靠区域上、并且尤其是经由孔洞推到其外周表面上并且径向地固持在其上。顶靠区域优选地与壳体部分一体地形成。

顶靠区域和联接单元可以彼此轴向重叠,在这种情况下,可以优选地根据活塞在第一致动方向上的移位来改变(例如增加)这些元件的轴向重叠长度。

另外或替代性地,顶靠区域和联接单元可以是彼此接合的或者可以是彼此可接合的,尤其使得可以根据活塞在第一致动方向上的移位来改变(例如增加)这些元件的轴向接合长度。接合可以包括来自顶靠区域和联接单元中的元件中的至少一个元件至少部分地被接纳或可接纳在来自顶靠区域和联接单元中的相应其他元件中。轴向接合长度可以包括顶靠区域和联接单元沿其彼此接合的长度。

通常,其这样设置:所述顶靠区域至少部分地被接纳或可接纳在所述联接单元的接纳区域中。接纳区域可以实施为凹部、孔洞、或大致中空圆柱形的区域。接纳区域还可以是长形的并且实施为盲端孔并且/或者沿着移位轴线延伸。根据一个变体,接纳区域居中地布置在联接单元内。接纳区域可以从联接单元的尤其是板状或盘状的接触部分轴向突出。这可以与第一致动方向相反地发生并且/或者朝活塞的方向发生。通常,接纳区域可以与第二回位元件轴向重叠并且/或者至少部分地接纳在其中。

当联接单元在致动方向上移位时,顶靠区域可以延伸到接纳区域中并且/或者可接纳在其中。这可以对应于上述顶靠区域和联接单元的轴向重叠和/或接合。根据一个变体,接纳区域在致动方向上移位时被推到接纳区域上。然而,还可以这样设置,当活塞处于非致动初始位置时,接纳区域和顶靠区域已经接合预定量并且/或者被推到彼此上预定量。在联接单元在第一致动方向上移位时,此量于是可以优选地连续增加。例如,顶靠区域的接纳在接纳区域中的部分的长度可以在联接单元在致动方向上移位时增加。

根据另一个实施例,可以这样设置:所述顶靠区域包括顶靠表面,并且所述接纳区域包括接触表面,所述接触表面能够在所述第一致动阶段完成时与所述顶靠表面发生接触。接触表面可以是联接单元的接纳区域的底部和/或端面。顶靠表面可以是顶靠区域的面向接触表面的端面。顶靠表面可以由顶靠区域的轴向端部包括或者形成顶靠区域的轴向端部区域。作为联接单元在致动方向上的移位的一部分,顶靠表面与接触表面之间的轴向距离可以减小,并且在第一致动阶段完成时减小至零。如果接触表面与顶靠表面发生接触,则结果是可以阻止联接单元进一步移位。

在改进方案中这样设置:所述顶靠区域包括引导区域,所述联接单元支撑在所述引导区域上,所述引导区域被设计成在所述第一致动阶段期间的活塞移位过程中以至少部分可移位的方式引导所述联接单元。该至少部分可移位的引导可以包括沿着预定移位段并且/或者沿着移位轴线的引导。优选地,这可以是联接单元的由于活塞移位而可以在致动方向上经过的移位段的一半以上或甚至整个可能的移位段。可以这样设置:联接单元至少在第一致动阶段过程中被顶靠区域以基本恒定的方式引导支撑并且还可以例如通过克服开头解释的轴向间隙相对于该顶靠区域移位。

引导区域可以设置在顶靠区域的外周表面上。联接单元可以在引导区域上轴向向下滑动。引导区域还可以形成并且/或者包括顶靠区域的以前述方式与联接单元轴向重叠并且/或者接合的一部分。根据一个变体,引导区域顶靠联接单元的中空圆柱形接纳部分的内壁,以便提供引导动作。

根据一个改进方案,踏板模拟装置进一步包括中间联接单元,活塞借助于该中间联接单元支撑在联接单元上。换言之,当沿着活塞移位过程中的力流观察时,中间联接单元可以布置在活塞与联接单元之间。另外或替代性地,中间联接单元可以至少部分地轴向地布置在活塞与联接单元之间。通常,中间联接单元可以沿着移位轴线并且尤其是在致动方向上可移位。这进而可以根据活塞移位发生。中间联接单元还可以形成回位装置的一部分并且/或者具有与联接单元互补的形状。

变体这样设置:中间联接单元包括面向活塞的区域和面向联接单元的区域。此外,中间联接单元还可以包括盘状和/或板状的接触部分。同样,该中间联接单元可以包括接纳区域,如下面解释的,另外的部件(例如,联接单元的接纳区域或中间回位元件)可以至少部分地接纳在该接纳区域中。

第二回位元件可以至少在致动方向上发生活塞移位的情况下支撑在中间联接单元上并且/或者可以与该中间联接单元发生接触。于是,联接单元可以尤其是在致动方向上并且/或者朝联接单元的方向移位。

此外,可以这样设置:所述中间联接单元包括中间回位元件,所述中间回位元件具有比所述第一回位元件和/或所述第二回位元件低的变形阻力。中间回位元件可以与第一回位元件和/或第二回位元件串联地作用。尤其,中间回位元件可以至少部分地与第一回位元件和/或第二回位元件轴向相继地布置。同样,中间回位元件可以与第一回位元件和第二回位元件中的至少一个回位元件轴向重叠。根据另一个变体,可以这样设置:第二回位元件至少部分地轴向地布置在第一回位元件与中间回位元件之间。通常,中间回位元件可以进一步包括基本上线性的弹簧特性和/或螺旋弹簧元件。

由于较低的变形阻力(其进而可以借助于合适的弹簧常数来调节),可以这样设置:在活塞在致动方向上从其初始位置移位过程中中间回位元件首先经历显著和/或完全变形、尤其是轴向压缩。可以以这种方式限定在第一致动阶段上游的初始致动阶段。在此初始致动阶段过程中,活塞的移位可以主要或基本上单独与中间回位元件的变形相关联。另一方面,第一回位元件和/或第二回位元件可以仅略微变形或基本上保持不变形。

此初始致动阶段可以包括活塞在预定移位段上的移动,这可以尤其是涉及活塞离开初始位置的移动。在初始致动阶段过程中的移位段可以低于在第一致动阶段和/或第二致动阶段过程中的移位段。尤其,在初始致动阶段过程中,移位段可以构成在第一致动阶段和/或第二致动阶段过程中的移位段的不大于十分之一、不大于四分之一、或不大于一半。

总之,可以因此借助于中间回位元件来限定初始致动阶段,在该初始致动阶段,由踏板模拟装置产生的复位力主要或基本上单独由中间回位元件提供。因此,在此致动阶段过程中的模拟特性的进展可以基本上由中间回位元件限定。然而,由于较低的变形阻力,可以以相对快速的方式克服初始致动阶段,由此第一致动阶段之后可以接续以相对较大的、尤其是渐进的复位力。通常可以借助于初始致动阶段来限定踏板模拟装置的所谓的跳入行为。例如,可以以这种方式来确定驾驶员在致动制动踏板之后多快体验到明显的触觉反馈。可以最迟在到达第一致动阶段时和/或在已经至少部分地经过第一致动阶段时提供此明显的触觉反馈。

根据另一个变体,所述中间联接单元被布置成使得其能够至少由于所述制动踏板的致动例如通过克服其间的初始轴向间隙而与所述联接单元和/或与所述顶靠区域发生接触。另外或替代性地,所述中间联接单元可以被布置成使得所述中间回位元件支撑在所述活塞上并且/或者与所述活塞相接触或者能够与所述活塞发生接触。

根据一种变体,例如可以这样设置:中间联接单元靠近联接单元布置并且可以由于活塞在致动方向上的移位和在中间回位元件的变形下而与联接单元发生接触。中间回位元件可以至少部分地轴向地布置在联接单元与中间联接单元之间。最迟在初始致动阶段完成时,中间联接单元可以以基本上刚性的方式支撑在联接单元上并且/或者与该联接单元发生接触。

根据另一个变体,可以这样设置:中间联接单元至少部分地轴向地布置在第二回位元件与活塞的面向第二回位元件的表面之间。此表面可以是活塞的中空圆柱形部分的底部表面。在这种情况下,中间回位元件可以至少部分地在活塞的对应表面与中间联接单元的接触部分之间延伸。第二回位元件可以支撑在接触部分的背向中间回位元件的一侧或者顶靠该侧。最迟在初始致动阶段完成时,中间联接单元可以以基本上刚性的方式支撑在活塞上并且/或者与该活塞发生接触。

尤其是在后提及的其中中间联接单元靠近活塞布置并且可选地与该活塞发生接触的变体中,还可以这样设置:中间联接单元被设计成以阻止中间联接单元在致动方向上进一步移位的方式承靠顶靠区域。这尤其可以在初始致动阶段之后、并且可选地第一致动阶段或第二致动阶段的至少一部分已经完成之后发生。

在这种情况下,顶靠区域可以包括副顶靠区域,该副顶靠区域被设计成与中间联接单元相互作用、并且尤其是与该中间联接单元发生接触。副顶靠区域可以从顶靠区域、并且尤其是从顶靠表面轴向延伸,该顶靠表面朝活塞的方向与联接单元相互作用。换言之,副顶靠区域可以经由与联接单元相互作用的顶靠表面朝活塞的方向轴向突出。通过这样做,该副顶靠区域可以基本上沿着移位轴线延伸并且还至少部分地吸收该移位轴线。根据一种变体,副顶靠区域包括螺栓,该螺栓可选地例如借助于螺纹连接部紧固至顶靠表面,该顶靠表面随着联接单元而变化。

中间联接单元可以进一步包括中间联接单元可以通过其与副顶靠区域发生接触的区域。此区域可以包括阻尼元件,例如橡胶可弹性变形的元件。当踏板模拟装置处于初始位置时,中间联接单元和副顶靠区域可以彼此间隔开限定的轴向距离,或者换句话说,它们可以彼此间隔开限定的轴向间隙。此距离的大小决定了一时间点(以及活塞的移位路径),从该时间点起可以在接触区域与副顶靠区域之间建立顶靠。根据变体,此顶靠仅在第一致动阶段完成之后并且优选地还在第二致动阶段至少部分地完成之后才发生。尤其,可以这样设置:仅在其中已经以预定量限定了第二回位元件的踏板模拟装置的操作结束时才建立此顶靠。如果另外地设置有阻尼元件,则可以向驾驶员表明制动过程的有阻尼的结束。

最后,应注意的是,本公开还可以提供一种根据上述变体的踏板模拟装置,其中第一回位元件和第二回位元件具有任何期望的弹簧特性。换言之,根据本公开还提供了一种踏板模拟装置,该踏板模拟装置包括:壳体;顶靠区域,所述顶靠区域以基本上刚性的方式与所述壳体相联接;活塞,所述活塞接纳在所述壳体中并且能够通过经过相继的第一致动阶段和第二致动阶段而在致动方向上移动;回位装置,所述回位装置被构造成在所述活塞上施加复位力,所述复位力与所述活塞在所述致动方向上的移位相反地作用;所述回位装置包括:第一可弹性变形的回位元件、第二可弹性变形的回位元件、以及联接单元,其中,所述第一回位元件和所述第二回位元件被构造成至少由于制动踏板的致动而经由所述联接单元彼此顶靠,其中,所述联接单元能够在所述活塞的第一致动阶段过程中在主要或基本上单独是所述第一回位元件的变形下移位,其中,所述联接单元被设计成在所述第一致动阶段完成时以阻止在所述致动方向上进一步移位的方式顶靠所述顶靠区域,并且其中,所述活塞被构造成在经过所述第二致动阶段时在主要或基本上单独是所述第二回位元件的变形下在所述致动方向上进一步移位。将容易理解的是,此另外的变体可以与上面和下面解释的踏板模拟装置的所有方面和发展相结合。

本发明进一步涉及一种汽车制动系统,该汽车制动系统包括根据上面或下面解释的方面中任一项所述的踏板模拟装置。尤其,在这种情况下可以这样设置:汽车制动系统包括与踏板模拟装置液压联接的制动踏板。

本公开进一步涉及一种用于尤其是使用根据前述或以下方面中任一项所述的踏板模拟装置在制动踏板的致动过程中提供触觉反馈的方法。所述方法包括以下步骤:

a)在可弹性变形的第一回位元件主要或基本上单独变形的情况下使活塞在致动方向上移位;

b)根据所述活塞移位使联接单元在所述致动方向上移位;

c)在已经经过预定移位段之后,在所述联接单元与顶靠区域之间以阻止所述联接单元在所述致动方向上进一步移位的方式建立支撑相互作用;以及,随后,

d)在可弹性变形的第二回位元件主要或基本上单独变形的情况下使活塞在所述致动方向上进一步移位。

根据优选的变体,可以这样设置:所述第一回位元件具有基本上非线性的弹簧特性,而所述第二回位元件具有基本上线性的弹簧特性。步骤a)和步骤b)可以至少部分地并行执行。步骤c)中的移位段可以指活塞和/或联接单元尤其是从活塞和/或联接单元的初始位置并且优选地沿着移位轴线的移位段。支撑相互作用可以包括使联接单元与顶靠区域形成接触。在步骤d)中,于是可以阻止第一回位元件的进一步弹性变形。将容易理解的是,步骤a)和步骤b)可以构成上述第一致动阶段。另一方面,步骤d)可以限定上面解释的第二操作阶段。

通常,该方法可以包括用于实现上面或下面讨论的所有效果和/或相互作用的任何另外的步骤或特征。尤其,可以另外设置初始致动阶段,在该初始致动阶段中,中间联接单元移位并且/或者中间回位元件以上面解释的方式变形。同样,该方法可以包括将制动踏板与踏板模拟装置液压联接的步骤,借助于该踏板模拟装置来执行步骤a)-步骤d)。另外或替代性地,可以提供在由活塞界定的压力室中引入已经根据制动踏板的致动而移位的一定体积的液压流体的步骤。此外,可以提供使制动踏板与汽车制动系统的车轮制动器解除液压联接的步骤。

最后,本公开涉及一种踏板模拟装置,该踏板模拟装置被设计用于执行上述类型的方法。

附图说明

根据示例性实施例的以下描述并且根据附图,本文描述的技术方案的另外的优点、细节和特征将是显而易见的。在附图中:

图1示出了包括根据示例性实施例的踏板模拟装置的汽车制动系统的总体示意图;

图2在包含移位轴线的截面图中示出了根据第一示例性实施例的踏板模拟装置;

图3在包含移位轴线的截面图中示出了根据第二示例性实施例的踏板模拟装置;

图4在包含移位轴线的截面图中示出了根据第三示例性实施例的踏板模拟装置;

图5示出了根据第三示例性实施例的踏板模拟装置的示例性模拟特性;

图6在包含移位轴线的截面图中示出了根据第四示例性实施例的踏板模拟装置;

图7示出了图6所示的第四示例性实施例的阻尼元件;并且

图8示出了图6所示的第四示例性实施例的回位元件。

具体实施方式

图1示出了包括根据示例性实施例的踏板模拟装置10的汽车制动系统1的总体示意图。更确切地,踏板模拟装置10是下面解释的第二示例性实施例。然而,将容易理解的是,根据第一至第三示例性实施例的任何踏板模拟装置10都可以用在图1的汽车制动系统1中。

汽车制动系统1是根据通常已知的原理构造的,并且因此将仅简要解释。另一方面,本公开基本上旨在实现踏板模拟装置10的构造和操作模式。

汽车制动系统1包括驾驶员致动的制动踏板12。该制动踏板经由动力输入构件14与制动主缸16相联接。制动主缸16包括第一压力室18和第二压力室20。压力室18、20由相应的制动活塞22界定,制动活塞可以根据制动踏板的致动在主缸16的缸膛23中移位。确切地,在制动踏板的致动过程中,活塞22在图1中向左移位,使得相应压力室18、20的容积减小。于是建立了液压压力,液压压力经由管线24作用在阀组件26(示意性地示出)上。管线24各自以已知的方式与压力室18、20中的一个压力室相关联,以便为汽车制动系统1的两个并非流体联接的制动回路提供液压压力。

阀组件26可以实施为滑动控制系统的常规阀组件。阀组件26连接在车轮制动器28(示意性地示出)的上游,并且可以将这些车轮制动器单独地或成对地与管线24中的一条管线液压联接。因此,由驾驶员产生的液压压力可以作用在车轮制动器28上并且以通常的方式在那里产生制动力。然而,在本情况下,汽车制动系统1是根据所谓的“线控制动”原理构造的。相应地,可以设置的是:至少在正常操作过程中,由驾驶员产生的液压压力不直接作用在车轮制动器28上。替代地,制动踏板的致动被感测并且被传递到阀组件26构成的压力产生单元(未示出)。取决于制动踏板致动的程度(例如,制动踏板12的致动路径和/或致动速度),阀组件26的压力产生装置在车轮制动器28上产生对应的制动压力。

然而,为了仍然能够向驾驶员给出关于制动过程的触觉反馈,设置有踏板模拟装置10,该踏板模拟装置与管线24中的一条管线液压联接。此液压联接借助于分支30实现,该分支从管线24中的一条管线引至踏板模拟装置10的入口开口32。在分支30中进一步设置有切换阀34,该切换阀优选地可以通过机电方式致动。在没有提供制动踏板12与车轮制动器28的直接液压联接的常规的“线控制动”模式中,此切换阀34呈现打开状态。因此,经由对应的管线24输送的液压流体主要被引入踏板模拟装置10中。踏板模拟装置10于是可以以下面解释的方式产生复位力,这些复位力向驾驶员12表明与车轮制动器28的实际相互作用。

图2示出了根据第一示例性实施例的踏板模拟装置10。可以看出,踏板模拟装置10包括壳体36,该壳体中设计有上述入口开口32以使得能够与制动踏板12液压联接。壳体36包括中空圆柱形凹部38(或缸膛),该中空圆柱形凹部绕下面解释的移位轴线v基本上同心地延伸。中空圆柱形凹部38是封闭的,并且尤其借助于插入凹部38中的盖组件40与外部流体密封。更确切地,中空圆柱形凹部38和盖组件40限定了壳体36的封闭腔。该封闭腔被细分为压力室42和用于下面解释的回位装置46的接纳空间45。压力室42由中空圆柱形凹部38的底部表面48(或者换言之由底部区域48)界定。底部表面48形成中空圆柱形凹部38的第一轴向端部区域,而盖组件40形成由壳体36界定的腔的、与底部表面48相对的第二轴向端部区域。

压力室42进一步由活塞44界定,该活塞可移位地接纳在中空圆柱形凹部38中。活塞44类似地是中空且圆柱形的,并且绕移位轴线v同心地延伸。在没有发生制动踏板致动并且没有流体经由入口开口32引入的图2所示的踏板模拟装置10的初始位置中,活塞44靠在压力室42的底部表面48上。此外,在图2中可以看出,活塞44以其外周表面顶靠密封组件50,以便流体密封压力室42。

如所提及的,活塞44是中空且圆柱形的、并且包括缸膛52,该缸膛相对于移位轴线v并沿其同心地延伸。缸膛52与盖组件40一起界定了用于回位装置46的接纳空间45。回位装置46包括实施为橡胶弹簧元件的第一回位元件54和实施为金属螺旋弹簧的第二回位元件56。这些回位元件被联接单元58尤其以回位元件54、56不直接彼此接触的方式在空间上彼此分开。然而,两个回位元件54、56均支撑在联接单元58上并且因此以力传导的方式连接。总的来说,回位元件54、56沿移位轴线v串联地布置,并且可以以下面解释的方式基本上相继地变形。

第二回位元件56的第一轴向端部接纳在活塞44的缸膛52中并且顶靠其底壁60。然而,面向盖组件40的第二轴向端部面向联接单元58并且顶靠该联接单元。确切地,联接单元58包括接触部分60,该接触部分是板状或盘状的并且在中心接纳移位轴线v。因此,接触部分60形成板状且(在所示的情况下)圆形的元件,该元件相对于移位轴线v基本上径向延伸。此外,联接单元58包括下面解释的接纳部分62,该接纳部分与盖组件40的顶靠区域64相互作用。

接触部分60包括第一侧,该第一侧面向第二回位元件56并且顶靠该第二回位元件。接触部分60的背向该第一侧的一侧面向盖组件40的底部表面66,该底部表面66与中空圆柱形凹部38的底部表面48相对定位。第一回位元件54接纳在由底部表面66和接触部分60界定的轴向间隔中。该第一回位元件顶靠接触部分60和底部表面66两者。

在所描绘的示例性实施例中,第一回位元件54通常实施为具有比第二回位元件56低的变形阻力。换言之,与第二回位元件56相比,第一回位元件54实施为软弹簧元件,而相比之下,第二回位元件56实施为硬弹簧元件。第一回位元件54进一步包括两个变形部分68、70,这两个变形部分进而具有不同的变形阻力。具体而言,设置有直接面向底部表面66并与该底部表面相接合的第一变形部分68,该第一变形部分具有相对较低的变形阻力,这意味着该第一变形部分实施为软弹簧部分。第一变形部分68还部分地接纳在底部表面66中的凹部72中。可以看出,存在过盈配合,并且凹部72在所示的初始位置仍然提供有足够的空隙以容纳变形部分68、并且尤其是由变形产生的径向向外的力。

与第一变形部分68相比,第二变形部分70具有更高的变形阻力和更大的直径。此外,与第一变形部分68相比,该第二变形部分形成更硬的弹簧部分。在所示的初始位置,该第二变形部分还与底部表面66轴向间隔开。总的来说,变形部分68、70的变形阻力被选择成使得实现第一回位元件54与第二回位元件56之间的上述变形阻力比。

在图2中还可以看到的是上述顶靠区域64,该顶靠区域在中心从底部表面66沿着移位轴线v朝活塞44的方向径向延伸。顶靠区域64实施为具有圆化截面的圆柱形的、销状且突出的区域。顶靠区域64的外周表面限定了引导区域74。可以看出,第一回位元件54具有中心孔洞76,第一回位元件通过该中心孔洞被推到引导区域74上。因此,引导区域74固定第一回位元件54的径向位置。此外,可以看出,联接单元58也布置在引导区域74上、并且更精确地经由接纳区域62在该引导区域上推动。

详细地,接纳区域62在径向上形成在联接单元58的中间并且限定了中空圆柱形区域,该中空圆柱形区域沿着移位轴线v基本上轴向延伸。确切地,接纳区域62朝活塞44的方向延伸并且在中心接纳移位轴线v。接纳区域62包括接纳孔78形式的凹部,该凹部类似地沿着移位轴线v延伸。该凹部朝第一回位元件54的方向敞开。此外,接纳区域包括相对小尺寸的溢流孔80。而且,接纳区域62包括接纳开口82,改接纳开口面向第一回位元件54,并且在图2所示的初始位置,顶靠区域64已经部分地接纳在该接纳开口中。更确切地,在踏板模拟装置10的非致动初始位置,顶靠区域64和联接单元58已经彼此接合并且因此具有轴向重叠和/或接合长度l。顶靠区域64的引导区域74的一部分经由接合长度l顶靠接纳部分62的接纳孔78的内周壁。

然而,在此状态下,联接单元58与顶靠区域64的相对移位(并且具体地联接单元58沿着引导区域74朝底部表面66的方向的滑动)仍然是可能的。这是因为,在初始位置,形成接纳孔78的轴向底部表面的接触表面84仍然布置在与顶靠区域64的顶靠表面86相距一轴向距离处。换句话说,在所示的初始位置,联接单元58最初以有轴向间隙地布置在顶靠区域64上。然而,如下面将要阐明的,可以在踏板模拟方向10致动时克服顶靠表面86与接触表面84之间的此轴向间隙,使得对应的表面84、86可以彼此顶靠。这在联接单元58与顶靠区域64之间产生支撑相互作用,这使得盖组件40在底部表面66的方向上的进一步相对移位被阻止。

在下文中,将解释踏板模拟装置10的操作模式。在制动踏板的致动过程中,经由入口开口32引入液压流体使得在压力室42中建立液压压力。活塞44于是沿着移位轴线v(在图2中向左)移动,从而以接纳空间45的容积为代价来增加压力室42的容积。这对应于在致动方向b上的移动。由于回位元件54、56的不同的变形阻力,或者换言之,弹簧常数,这伴随有回位元件54、56的不同变形。确切地,在该活塞从其在图2所示的初始位置在致动方向b上移位的第一致动阶段过程中,活塞44经由第二回位元件56支撑在联接单元58上。联接单元58进而支撑在盖组件40的底部表面66上的第二回位元件54上。在这样的动力流中,第一回位元件54具有最低的变形阻力并且因此经历最大的变形。首先,这涉及第一变形部分68,该第一变形部分具有最低的变形阻力并且因此以明显的弹性变形被轴向压缩。结果,该第一变形部分经历径向扩展并被更远地推入底部表面66中的凹部72中。同时,克服图2所示的、第二变形部分70与底部表面66之间的初始轴向距离,使得此变形部分70的面向底部表面66的端部表面71与底部表面66发生接触。

在此时间点,第一变形部分68已经经历了显著的变形,并且由于通过凹部72的空间限制,现在只能略微进一步变形。如果活塞44在致动方向b上进一步移位(这伴随有联接单元58在致动方向b上的进一步移位),则第一回位元件54的第二变形部分70变形、并且更精确地是被轴向压缩。然而,由于第二回位元件56的实质上更大的变形阻力,第二回位元件在此时仅经历可忽略不计的轴向压缩。

第一回位元件54继续变形,直到克服了顶靠区域64与联接单元58之间的轴向间隙并且顶靠表面86与接触表面84发生顶靠。在这种情况下,第一回位元件54的变形状态被维持,并且联接单元58在操作方向b上的进一步移位被阻止。详细地,联接单元58在此状态下以该联接单元与盖组件40机械刚性地相联接的方式支撑在顶靠区域64上。应强调的是,盖组件40本身形成踏板模拟装置10的壳体36的一部分,并且借助于螺纹连接部41以机械刚性的方式连接至壳体的主壳体部分43。因此,顶靠区域64尤其经由其顶靠表面86提供机械固定的,或者换言之,机械刚性的顶靠。

在其特征在于克服联接单元58与顶靠区域64之间的轴向间隙的此第一致动阶段过程中,基本上是第一回位元件54变形。这也以第一变形部分68先于第二变形部分70变形的上述变形顺序的形式发生。由踏板模拟装置作为整体提供的复位力(也称为反作用力反应)由于第一回位元件54的橡胶弹性性质而具有非线性进展。踏板模拟装置10的特征总体上为模拟特性,该模拟特性展现经由活塞44的移位路径而产生的复位力和/或制动踏板致动路径(或者还有所谓的“踏板行程”)的进展。在其中主要是第一回位元件54变形的第一致动阶段过程中,此模拟特性因此也具有非线性进展。由于第一回位元件54的低变形阻力,在此区域中的模拟特性的进程因此相对平坦并且对驾驶员的触觉反馈是适中的。另外,首先变形的第一变形部分68提供了特别低的、可以快速克服的初始变形阻力。接着是由于第二变形部分70的变形而产生的复位力的增大但相对平缓的增加。

因此可以使用第一变形部分68来调节所谓的跳入行为,借助于该行为来确定驾驶员多快接收到显著的触觉反馈。因此,第一变形部分68的变形还可以描述为在踏板模拟装置10的实际第一致动阶段之前的初始致动阶段。因此,在这种情况下,第一致动阶段以第二变形部分70的主要变形来辨别。在此阶段所检测到的踏板操作还可以借助于图1的阀组件26的压力产生装置转换成实际制动力的相应快速产生。与下面描述的实施例相比,本实施例的不同之处在于,初始致动阶段和第一致动阶段本质上由同一回位元件54限定,然而,该回位元件被细分为不同的变形部分68、70。然而,回位元件54的这种细分纯粹是可选的。

如所描述的,一旦顶靠表面86与接触表面84已经发生接触,第一回位元件54的变形就基本上完成。如果活塞44然后在致动方向b上进一步移位,则第二致动阶段开始,在该第二致动阶段,主要是或几乎仅仅是第二回位元件56变形。在这种情况下,联接单元58由于与顶靠区域64的支撑相互作用而形成机械刚性的顶靠。因此,第二回位元件56根据活塞移位而被轴向压缩。由于第二回位元件56实施为金属螺旋弹簧,所以其具有基本上线性的弹簧特性。相应地,在此第二致动阶段过程中踏板模拟装置10的模拟特性的特征也是线性进展。由于第二回位元件56还具有比第一回位元件54实质上更大的变形阻力,所以在此第二致动阶段过程中产生总体上更大的复位力,并且驾驶员接收基本上更明显的触觉反馈。

在上述活塞移位过程中,空气可以经由出口开口33从接纳空间45逸出。一旦活塞移位已经完成,弹性回位元件54、56就可以将活塞44推回到图2所示的初始位置,由此回位元件54、56松弛并恢复到其原始形状。

所示示例性实施例的优点首先在于,可以限定模拟特性的特别精确且清晰的可定界区域。这是凭借以下事实实现的:串联作用的第一回位元件54和第二回位元件56可以在各个致动阶段不同程度地变形,由此可以精确地限定它们对模拟特性的影响。因此,可以通过根据特定车辆模型的要求适当地确定回位元件54、56的尺寸来设定个体模拟特性。进一步地,根据本示例性实施例,最初还通过第一回位元件54的变形来提供非线性弹簧特性,其逐渐且相对平稳地增加,以便最初仅给驾驶员提供略微的触觉反馈并且表明平稳制动操作。然后才是基本上由第二回位元件56提供的复位力,该复位力产生可明显感知的,并且最重要的是,线性增加的触觉反馈。因此表明制动器致动的直接相互作用、并且尤其是连续增加。模拟特性的这种限定给予驾驶员特别自然的踏板感觉。此外,凭借其机械刚性地支撑在顶靠区域64上,联接单元58使得能够特别精确地细分模拟特性,这种特别精确的细分可以在长时间操作中得以维持。更重要的是,由此防止第一回位元件54过度变形。

图3和图4解释了踏板模拟装置10的另外的示例性实施例。本质上,这里将仅再次描述与根据图2的第一实施例不同的那些部件。另外,类似的特征或具有类似效果的特征设置有相同的附图标记。

图3示出了第二实施例,该第二实施例基于与根据图2的示例性实施例相同的基本结构。然而,在这种情况下,回位装置46包括另外的中间联接单元90,以便能够以特别精确的方式设定上面解释的初始致动阶段和所谓的跳入行为。类似于联接单元58,中间联接单元90实施有径向延伸的盘状接触部分92和从该接触部分朝活塞44的方向轴向突出的中空圆柱形接纳部分94。中空圆柱形接纳区域94进而限定了接纳孔96。联接单元58的接纳区域62部分地接纳在该接纳孔中。换言之,中间联接单元90以预定量被推到接纳区域62上。中间联接单元90的接触部分92也面向联接单元58的接触部分60。在图3所示的踏板模拟装置10的非致动初始位置,在这些元件之间设置有轴向间隙。第二回位元件56支撑在中间联接单元90的接触部分92的背向联接单元58的接触部分60的一侧上。因此,第二回位元件56至少部分地布置在中间联接单元90与活塞44之间。如果活塞44以上面解释的方式在致动方向b上移动,则第二回位元件56因此朝联接单元58的方向推动中间联接单元90。

在图3中还可以看出,在缸膛98的底部区域与接纳区域62的外端部表面63之间最初存在轴向空隙。此外,金属螺旋弹簧形式的中间回位元件100接纳在外端部表面63与底部区域68之间。该中间回位元件具有比所有其他回位元件54、56(包括第一回位元件54的不同变形部分68、70)更低的变形阻力。

在踏板模拟装置10的操作过程中,这意味着活塞44在致动方向b上从初始位置移位时,最初在中间回位元件100的变形下还使中间联接单元90在致动方向b上并且相对于联接单元58移动。由于与中间回位元件100相比其他回位元件54、56具有实质上更高的变形阻力,因此它们仅略微变形或几乎完全不变形。在此所谓的初始致动阶段,踏板模拟装置的复位力基本上由中间回位元件100确定。这同样适用于所产生的模拟曲线的第一部分,其示出了快速线性增加。一旦克服了中间联接单元90的接触部分92与联接单元58的接触部分60之间的轴向空隙,活塞44就无游隙地直接且轴向支撑在联接单元58上。然后开始其中基本上是第一回位元件54变形的第一致动阶段,接着是基本上与第二回位元件56的变形相关联的第二致动阶段。对应的过程以及在过程中产生的复位力对应于参考图2解释的过程和复位力。

中间回位元件100还可以提供以下优点:补偿部件公差或尤其是第一回位元件54的温度相关的尺寸变化。也就是说,在所示的情况下,这些因素主要影响联接单元58与中间联接单元92之间的轴向距离,这仅可能对模拟特性具有小的影响。此外,中间回位元件100可以尤其以如下方式在第一回位元件54上施加偏压:变形部分68可以可靠地固持在凹部72中,由此可以减少其磨损(参见图2)。

应强调的是,在图2和图3的示例性实施例中均形成有具有不同的变形距离68、70的第一回位元件54纯粹是可选的,并且也可以仅设置有一个变形部分68、70,尤其仅设置有第二变形部分70。在这种情况下,第一回位元件54于是将具有例如大致块状的构型,并且可以省去盖组件40的底部表面66中的凹部72(参见图2)。

图4示出了第三示例性实施例,该第三示例性实施例基于根据图3的第二示例性实施例的原理,但提供了中间联接单元90的不同形状和布置。详细地,可以看出,第一回位元件54是块状的并且因此实施有仅一个变形部分。此外,顶靠区域64具有副顶靠区域102,该副顶靠区域从顶靠表面86开始朝活塞44的方向延伸,该顶靠表面以通常的方式与联接单元58相互作用。副顶靠区域102由螺栓形成,该螺栓被拧入沿着移位轴线v延伸的顶靠区域64中,并且被同心地接纳在第二回位元件56中。然而,中间联接单元90接纳在活塞44的中空圆柱形凹部52中。在过程中,中间联接单元90在中心凹部106中接纳活塞的引导突出部104,该引导突出部从活塞44的底部表面60朝盖组件40的方向延伸。联接单元90沿着移位轴线v可移位地引导在引导突出部上。

在图4所示的初始位置,中间联接单元90、并且尤其是其接触部分92最初布置在与活塞44的底部表面60相距一轴向距离处,或者换言之,布置成相对于活塞的底部表面具有一轴向空隙。此外,同心地接纳引导突出部104的中间回位元件100再次布置在接触部分92与底部表面60之间。底部表面60具有阶梯式进展,包括接纳引导突出部104和中间回位元件100的凹部108。此外,底部表面60具有接触区域110,该接触区域进而包括阶梯式凹部,以便能够接纳中间联接单元90的接触部分92。

最后,中间联接单元90在其面向顶靠区域64的轴向端部处具有由橡胶材料制成的阻尼元件112。

在操作过程中,活塞44以与以上阐述内容类似的方式在致动方向b上从其在图4所示的初始位置移位。中间回位元件100再次实施有所有回位元件100、54、56中最低的变形阻力,并且因此在初始致动阶段过程中最初变形或主要地几乎单独地变形。因此,它再次限定了跳入行为以及踏板模拟装置10的初始复位力和其模拟特性的初始进展。在克服中间联接单元90与活塞44的底部表面60之间的初始轴向空隙时,中间回位元件100变形预定距离,直到接触部分60与活塞44的顶靠区域110形成机械刚性顶靠。因此,阻止中间回位元件100进一步变形。

在活塞44在致动方向b上进一步移位时,第一致动阶段开始。基本上是第一回位元件54以上述方式变形,从而产生具有相对平缓上升的非线性渐进模拟特性。以上面解释的方式,第一回位元件54的变形受到联接单元58与顶靠区域64的机械刚性的顶靠的限制。接着是第二回位元件56的单独变形,由此建立相对陡峭上升的线性模拟特性。

还可以借助于接纳在中间联接单元90的中心盲端孔107中的阻尼元件112来设定与副顶靠区域102的限定顶靠。可以经由图4所示的、副顶靠区域92与阻尼元件112的端部表面之间的初始距离来调节此顶靠的时机。尤其是,这可以是最后被加阻尼的顶靠,这限制活塞44在移动方向b上向上移位。换言之,可以这样设置:只有在中间回位元件100和第一回位元件54最大变形并且第二回位元件56显著变形之后才产生副顶靠区域102与阻尼元件112之间的顶靠。相应地,这与模拟特性的结束区域有关,该结束区域向驾驶员表明实现最大制动器致动。

应注意的是,副顶靠区域102和阻尼元件112的设置纯粹是可选的,并且根据图4的实施例也可以在没有这些元件的情况下实现。然而,这些特征的可选添加提供了以下优点:制动过程的限定的完成、并且最重要的是有阻尼的完成向驾驶员表明将近结束。

图5示出了参考根据图4的示例的可能的模拟特性。这里以已知的方式示出了复位力f与制动踏板的移位路径s(或者与所谓的踏板行程)的进展。此致动路径s可以对应于活塞44的移位路径或者被转换成该活塞的移位路径。

可以看出,在踏板致动开始时,首先经过非常平坦的线性区域a。这是初始致动阶段,在该初始致动阶段,基本上是中间回位元件100变形。然后开始第一致动阶段(图5中的区域b),该第一致动阶段在制动踏板12的相对较大的致动路径s上延伸。在该致动阶段过程中,基本上是限定了模拟特性的非线性渐进进程的第一回位元件54变形。因此,向驾驶员表明平缓增加的平稳制动过程。一旦联接单元58与顶靠区域64进入机械刚性的顶靠,就开始第二致动阶段(图5中的区域c),在该第二致动阶段,基本上是第二回位元件56变形。可以看出,与先前的致动阶段相比,这导致模拟特性显著更明显地增加。此增加的进展也是线性的,以便在产生大的制动力的同时向驾驶员表明显著的制动操作。

如上面解释的,还可以可选地设置副顶靠区域102和阻尼元件112。这将具有如下效果:在区域c中的第二致动阶段结束时,模拟特性将再次不再线性地延伸,并且尤其是递减地平坦化。然而,这只会影响几毫米的相对较短的踏板路径s。

总而言之,可以看出,第一致动阶段包括总共约50mm的踏板致动路径s,而第二致动阶段包括总共约15mm的踏板致动路径s。另一方面,初始致动阶段涉及仅在5mm与10mm之间的踏板致动路径。

图6示出了替代性踏板模拟装置10a的第四示例性实施例,该第四示例性实施例基于根据图4的第三示例性实施例的原理,并且本质上示出了相对于图4中的图示水平镜像的布置。

详细地,在图6中可以看到,设置有替代性阻尼元件112a,该阻尼元件位于中心凹部106内,并且其结构构造在下面参考图7更详细地描述。阻尼元件112a附接至中间联接单元90,以面向引导突出部104。阻尼元件112a可以替代第三实施例中描述的阻尼元件112或与该阻尼元件一起设置。此外,在图6中可以看出,设置有替代性回位元件54a,该替代性回位元件在沿着移位轴线v压力变形的情况下具有非线性渐进模拟特性。替代性回位元件54a在下面参考图8进一步描述。

在图7中,阻尼元件112a被示出为具有纵向通孔的三叶片箭头状体,可以提供具有仅一个、两个或多于三个叶片的示例性实施例。阻尼元件112a进一步包括两个变形部分112a-1、112a-2,它们进而具有不同的变形阻力。

确切地,翼状部分形成具有相对较小的变形阻力的第一变形部分112a-1,即,实施为硬弹簧部分。与第一变形部分112a-1相比,第二变形部分112a-2具有更低的变形阻力和更小的直径。此外,与第一变形部分112a-1相比,该第二变形部分设置有更硬的弹簧部分。第二变形部分112a-2也部分地接纳在中心凹部106中。在图6中可以看出,存在过盈配合,并且中心凹部106在所示的初始位置仍然提供足够的空隙以容纳变形部分112a-2、并且尤其是由变形产生的径向向外的力。

在图8中,替代性回位元件54a被示出为橡胶弹性材料的圆柱形或环形体,即,橡胶弹簧元件。在此示例性实施例中,在内周边和外周边上设置有在轴向方向上延伸的引导槽或锁定槽54a-1、54a-2,每个引导槽或锁定槽均偏移90°。换言之,内周边具有两个第一引导槽或固定槽54a-1,这两个第一引导槽或固定槽在第一截面线上相反地定位,并且外周边具有两个第二引导槽或固定槽54a-2,这两个第二引导槽或固定槽在第二截面线上相反地定位,所述截面线彼此正交并且与移位轴线v或替代性回位元件54a的轴线正交。引导或固定功能由图6中指示的与在顶靠区域64上的对应的导轨(未示出)以及与在底部表面66上的与移位轴线v正交地延伸的对应的导轨66a的配合而产生。

应注意的是,阻尼元件112a的设置纯粹是可选的,并且根据图6的实施例也可以在没有此元件的情况下实现。然而,此特征的可选添加提供了以下优点,例如,尤其是在机械传动比大于4:1的情况下,制动过程的限定的完成、并且最重要的是有阻尼的完成向驾驶员表明将近结束。

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