DE102015015614A1 - Method for operating a brake force simulator and corresponding brake force simulator - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Bremskraftsimulators (1), wobei der Bremskraftsimulator (1) einen mit einem Bedienelement wirkverbindbaren Betätigungskolben (2) und eine von dem Betätigungskolben (2) begrenzte erste Fluidkammer (6) aufweist, die über ein Querschnittsverstellelement (8) mit einer zweiten Fluidkammer (7) strömungsverbunden ist, sodass mittels des Querschnittsverstellelements (8) ein Durchströmungsquerschnitt einer Strömungsverbindung zwischen der ersten Fluidkammer (6) und der zweiten Fluidkammer (7) einstellbar ist. Dabei ist vorgesehen, dass der Durchströmungsquerschnitt bei einer kleineren ersten Betätigungsgeschwindigkeit des Betätigungskolbens (2) in einer ersten Betätigungsrichtung größer gewählt wird als bei einer größeren zweiten Betätigungsgeschwindigkeit in der ersten Betätigungsrichtung. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Bremskraftsimulator (1) für eine Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a method for operating a brake force simulator (1), wherein the brake force simulator (1) has an actuating piston (2) which can be operatively connected to a control element and a first fluid chamber (6) delimited by the actuating piston (2), which is actuated via a cross-section adjustment element (8 ) is fluidly connected to a second fluid chamber (7), so that by means of the Querschnittsverstellelements (8) a flow cross-section of a flow connection between the first fluid chamber (6) and the second fluid chamber (7) is adjustable. It is provided that the flow cross-section is selected to be larger in a first actuation direction at a smaller first actuation speed of the actuation piston (2) than at a larger second actuation speed in the first actuation direction. The invention further relates to a brake force simulator (1) for a brake system of a motor vehicle.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Bremskraftsimulators, wobei der Bremskraftsimulator einen mit einem Bedienelement wirkverbindbaren Betätigungskolben und eine von dem Betätigungskolben begrenzte erste Fluidkammer aufweist, die über ein Querschnittsverstellelement mit einer zweiten Fluidkammer strömungsverbunden ist, sodass mittels des Querschnittsverstellelements ein Durchströmungsquerschnitt einer Strömungsverbindung zwischen der ersten Fluidkammer und der zweiten Fluidkammer einstellbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Bremskraftsimulator.The invention relates to a method for operating a brake force simulator, wherein the brake force simulator has an actuating piston operatively connected to a control element and a first fluid chamber bounded by the actuating piston, which is flow connected via a Querschnittsverstellelement with a second fluid chamber, so by means of Querschnittsverstellelements a flow cross section of a flow connection between the first fluid chamber and the second fluid chamber is adjustable. The invention further relates to a brake force simulator.
Der Bremskraftsimulator ist beispielsweise Bestandteil einer Bremsanlage, insbesondere der Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs. Im Zuge der Mechatronisierung von Fahrzeugsystem werden häufig entkoppelte Bremsanlagen verwendet, bei welchen ein Bedienelement der Bremsanlage, beispielsweise ein Bremspedal, und eine Radbremseinrichtung, welche einem Rad beziehungsweise einer Achse des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist, nicht mehr unmittelbar miteinander gekoppelt sind, beispielsweise hydraulisch und/oder mechanisch. Vielmehr kann die Wirkverbindung lediglich mittelbar vorgesehen sein, beispielsweise über ein Steuergerät der Bremsanlage. Hierbei kann die Bedieneinrichtung elektrisch an das Steuergerät angebunden sein, sodass eine „brake by wire”-Bremsanlage vorliegt. Mit einer derartigen entkoppelten Bremsanlage lassen sich unerwünschte Wechselwirkungen zwischen der Radbremse und dem Bedienelement unterbinden.The braking force simulator is for example part of a brake system, in particular the brake system of a motor vehicle. In the course of the mechatronics of vehicle system decoupled braking systems are often used in which an operating element of the brake system, such as a brake pedal, and a wheel brake, which is assigned to a wheel or an axle of the motor vehicle, are no longer directly coupled to each other, for example hydraulically and / or mechanically. Rather, the active compound can be provided only indirectly, for example via a control unit of the brake system. In this case, the operating device can be electrically connected to the control unit, so that a "brake by wire" -Bremsanlage exists. With such a decoupled brake system can be prevented unwanted interactions between the wheel and the control.
Allerdings werden auch erwünschte Wechselwirkungen, zum Beispiel die an dem Bedienelement beziehungsweise Bremspedal spürbare Gegenkraft beziehungsweise Pedalgegenkraft, nicht mehr von der Radbremse weitergeleitet wird, beispielsweise über einen Bremskraftverstärker, durch wenigstens einen Hydraulikschlauch oder dergleichen.However, desired interactions, for example, the force or pedal counteracting force perceivable on the operating element or brake pedal, are no longer relayed by the wheel brake, for example via a brake booster, by at least one hydraulic hose or the like.
Es ist daher notwendig, die Gegenkraft mithilfe des Bremskraftsimulators zu erzeugen und dem Bedienelement zuzuführen. Die Gegenkraft an dem Bedienelement einer konventionellen, gekoppelten Bremsanlage wird durch das Zusammenwirken verschiedener Bremsanlagenkomponenten beeinflusst. Insbesondere ist dabei erkennbar, dass zum einen mit zunehmender Betätigungsgeschwindigkeit des Bedienelements eine Dämpfungskraft in der Bremsanlage überproportional ansteigt, also keine lineare Dämpfungskraft über der Betätigungsgeschwindigkeit vorliegt, und zum anderen eine Abhängigkeit der Dämpfungskraft von der Betätigungsstellung des Bedienelements, also einer Bremspedalposition, vorliegt. Bei gleicher Betätigungsgeschwindigkeit steigt also die Dämpfungskraft mit größer werdendem Startwert der Bedienstellung beziehungsweise Betätigungsstellung an. Weiterhin zeigt sich, dass eine Hysterese zwischen Aufbaukraft und Lösekraft mit steigender Betätigungsgeschwindigkeit größer wird.It is therefore necessary to generate the counterforce by means of the brake force simulator and supply it to the operating element. The counterforce on the control element of a conventional, coupled brake system is influenced by the interaction of different brake system components. In particular, it can be seen that on the one hand with increasing operating speed of the control element, a damping force in the brake system increases disproportionately, ie no linear damping force on the operating speed, and on the other hand, a dependence of the damping force of the operating position of the control element, ie a brake pedal position exists. At the same operating speed so the damping force increases with increasing starting value of the operating position or operating position. Furthermore, it shows that a hysteresis between build-up force and release force increases with increasing actuation speed.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Bremskraftsimulators vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere eine genauere Simulation der Bremskraft ermöglicht, wobei der vorstehend erläuterte Verlauf der Dämpfungskraft bereitgestellt werden kann.It is an object of the invention to propose a method for operating a brake force simulator, which has advantages over known methods, in particular allows a more accurate simulation of the braking force, wherein the above-described course of the damping force can be provided.
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass der Durchströmungsquerschnitt bei einer kleineren ersten Betätigungsgeschwindigkeit des Betätigungskolbens in einer ersten Betätigungsrichtung größer gewählt wird als bei einer größeren zweiten Betätigungsgeschwindigkeit in der ersten Betätigungsrichtung.This is achieved according to the invention by a method having the features of claim 1. It is provided that the flow cross-section is selected to be larger in a first actuation direction at a smaller first actuation speed of the actuating piston than at a larger second actuation speed in the first actuation direction.
Grundsätzlich weist der Bremskraftsimulator einen mit dem Bedienelement, beispielsweise dem Bremspedal, wirkverbindbaren oder wirkverbundenen Betätigungskolben auf. Der Betätigungskolben begrenzt eine erste Fluidkammer des Bremskraftsimulators, die über das Querschnittsverstellelement, beispielsweise also ein Stellventil, mit der zweiten Fluidkammer des Bremskraftsimulators strömungsverbunden ist. Die beiden Fluidkammern können in einem gemeinsamen Simulatorgehäuse beziehungsweise einem gemeinsamen Zylinder vorliegen. Vorzugsweise sind sie lediglich über das Querschnittsverstellelement miteinander strömungsverbunden. Die Strömungsverbindung zwischen den beiden Fluidkammern liegt vorzugsweise permanent vor, also in jeder während eines Normalbetriebs des Bremskraftsimulators auftretenden Stellung des Querschnittsverstellelements. Mithilfe des Querschnittsverstellelements ist der Durchströmungsquerschnitt der Strömungsverbindung zwischen der ersten Fluidkammer und der zweiten Fluidkammer einstellbar.In principle, the brake force simulator has an actuating piston which can be operatively connected or operatively connected to the operating element, for example the brake pedal. The actuating piston defines a first fluid chamber of the brake force simulator, which is flow-connected to the second fluid chamber of the brake force simulator via the cross-section adjustment element, for example, a control valve. The two fluid chambers can be present in a common simulator housing or a common cylinder. Preferably, they are only fluidly connected to one another via the cross-section adjustment element. The flow connection between the two fluid chambers is preferably permanently present, ie in each position of the cross-section adjustment element occurring during normal operation of the brake force simulator. By means of the cross-section adjustment element, the flow cross-section of the flow connection between the first fluid chamber and the second fluid chamber is adjustable.
Um die Simulation der Bremskraft mithilfe des Bremskraftsimulators zu verbessern, und mithin einem Benutzer des Bedienelements eine präzisere Rückmeldung über die tatsächlichen Gegebenheiten in der Bremsanlage, welchem der Bremskraftsimulator zugeordnet ist, zu geben, wird der Durchströmungsquerschnitt in Abhängigkeit von der Betätigungsgeschwindigkeit des Betätigungskolbens gewählt. Die erste und die zweite Betätigungsgeschwindigkeit liegen dabei in derselben Betätigungsrichtung, nämlich in der ersten Betätigungsrichtung, vor. Unter der Betätigungsrichtung ist die Verlagerungsrichtung des Betätigungskolbens zu verstehen, welche vorzugsweise entlang einer Axialrichtung bezüglich einer Längsmittelachse des Simulatorgehäuses vorliegt.In order to improve the simulation of the braking force by means of the brake force simulator, and thus to give a user of the operating element a more precise feedback about the actual conditions in the brake system, which is associated with the brake power simulator, the flow cross-section is selected in dependence on the operating speed of the actuating piston. The first and second operating speeds are in the same direction of actuation, namely in the first direction of actuation. The direction of actuation is to be understood as meaning the direction of displacement of the actuating piston, which is preferably along an axial direction is present with respect to a longitudinal center axis of the simulator housing.
Der Betätigungskolben ist vorzugsweise starr und/oder permanent mit dem Bedienelement wirkverbunden, beispielsweise über eine Betätigungsstange. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass zwischen dem Bedienelement und dem Betätigungskolben ein Betätigungsgestänge vorliegt, welches wenigstens einen Hebel aufweist, welche eine auf das Bedienelement wirkende erste Kraft in eine auf den Betätigungskolben wirkende zweite Kraft umsetzt, wobei die zweite Kraft von der ersten Kraft verschieden ist. Umgekehrt setzt das Gestänge selbstverständlich die auf den Betätigungswirkkolben wirkende zweite Kraft in die erste Kraft um, die wiederum auf das Bedienelement wirkt.The actuating piston is preferably rigidly and / or permanently operatively connected to the operating element, for example via an actuating rod. However, it can also be provided that there is an actuating linkage between the operating element and the actuating piston, which has at least one lever which converts a first force acting on the operating element into a second force acting on the actuating piston, the second force being dependent on the first force is different. Conversely, the linkage of course sets the second force acting on the actuating action piston into the first force, which in turn acts on the operating element.
Je größer der Durchströmungsquerschnitt des Querschnittsverstellelements gewählt wird, umso einfacher kann der Betätigungskolben verlagert und mithin das Bedienelement betätigt werden. Während selbstverständlich lediglich zwei unterschiedliche Durchströmungsquerschnitte einstellbar sein können, welche in Abhängigkeit von der Betätigungsgeschwindigkeit ausgewählt und an dem Querschnittsverstellelement eingestellt werden, ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Durchströmungsquerschnitt als Funktion der Betätigungsgeschwindigkeit vorliegt, sodass eine stetige Veränderung des Durchströmungsquerschnitts in Abhängigkeit von der Betätigungsgeschwindigkeit realisiert ist.The larger the flow cross-section of the cross-section adjustment element is selected, the easier it is for the actuating piston to be displaced and consequently the operating element to be actuated. While, of course, only two different flow cross-sections can be adjustable, which are selected as a function of the actuation speed and adjusted on the cross-section adjustment, it is preferably provided that the flow cross-section is present as a function of the actuation speed, so that realizes a steady change in the flow cross-section as a function of the actuation speed is.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Durchströmungsquerschnitt bei einer kleineren ersten Betätigungsgeschwindigkeit des Betätigungskolbens in einer zweiten Betätigungsrichtung kleiner gewählt wird als bei einer größeren zweiten Betätigungsgeschwindigkeit in der zweiten Betätigungsrichtung. Vorstehend wurde auf die Vorgehensweise bei der Verlagerung des Betätigungskolbens in der ersten Betätigungsrichtung eingegangen. Liegt dagegen die zweite Betätigungsrichtung vor, welche der ersten Betätigungsrichtung entgegengesetzt ist, so wird eine andere Vorgehensweise für die Bestimmung des Durchströmungsquerschnitts herangezogen.A development of the invention provides that the flow cross-section is chosen to be smaller in a second actuation direction at a smaller first actuation speed of the actuation piston than at a larger second actuation speed in the second actuation direction. Above, the procedure for the displacement of the actuating piston has been discussed in the first direction of actuation. If, on the other hand, the second actuation direction is present, which is opposite to the first actuation direction, a different procedure is used for the determination of the flow cross section.
Liegt in der zweiten Betätigungsrichtung die erste Betätigungsgeschwindigkeit vor, welche kleiner ist als die zweite Betätigungsgeschwindigkeit, so soll der Durchströmungsquerschnitt kleiner gewählt werden als bei Vorliegen der zweiten Betätigungsgeschwindigkeit. Ist die Betätigungsgeschwindigkeit in der zweiten Betätigungsrichtung dagegen größer, entspricht also beispielsweise der zweiten Betätigungsgeschwindigkeit, so wird der Durchströmungsquerschnitt größer gewählt. Mit einer derartigen Vorgehensweise wird eine äußerst genaue Simulation der Pedalkraft mit vergleichsweise geringem Aufwand realisiert.If, in the second actuation direction, the first actuation speed is present, which is smaller than the second actuation speed, then the flow cross section should be selected to be smaller than in the presence of the second actuation speed. On the other hand, if the actuation speed in the second actuation direction is greater, that is to say corresponds, for example, to the second actuation speed, the flow cross-section is selected to be greater. With such a procedure, a very accurate simulation of the pedal force is realized with relatively little effort.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Bremskraftsimulator für eine Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei der Bremskraftsimulator einen mit einem Bedienelement wirkverbindbaren Betätigungskolben und eine von dem Betätigungskolben begrenzte erste Fluidkammer aufweist, die über ein Querschnittsverstellelement mit einer zweiten Fluidkammer strömungsverbunden ist, sodass mittels des Querschnittsverstellelements ein Durchströmungsquerschnitt einer Strömungsverbindung zwischen der ersten Fluidkammer und der zweiten Fluidkammer einstellbar ist. Dabei ist vorgesehen, dass der Brennkraftsimulator dazu ausgebildet ist, den Durchströmungsquerschnitt bei einer kleineren ersten Betätigungsgeschwindigkeit des Betätigungskolbens in einer ersten Betätigungsrichtung größer zu wählen als bei einer größeren zweiten Betätigungsgeschwindigkeit in der ersten Betätigungsrichtung.The invention further relates to a brake force simulator for a brake system of a motor vehicle, in particular for carrying out the method according to the preceding embodiments, wherein the brake force simulator has an actuating piston operatively connected to a control element and a first fluid chamber bounded by the actuating piston, which fluidly connected via a Querschnittsverstellelement with a second fluid chamber is, so that means of the Querschnittsverstellelements a flow cross-section of a flow connection between the first fluid chamber and the second fluid chamber is adjustable. It is provided that the combustion engine simulator is designed to select the flow cross section at a smaller first actuation speed of the actuating piston in a first actuation direction larger than at a larger second actuation speed in the first actuation direction.
Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung des Bremskraftsimulators wurde bereits hingewiesen. Sowohl der Bremskraftsimulator als auch das Verfahren können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.The advantages of such an approach or such an embodiment of the braking force simulator has already been pointed out. Both the brake force simulator and the method can be developed according to the above statements, so that reference is made to this extent.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Bremskraftsimulator weiter dazu ausgebildet ist, den Durchströmungsquerschnitt bei einer kleineren ersten Betätigungsgeschwindigkeit des Betätigungskolbens in einer zweiten Betätigungsrichtung kleiner zu wählen als bei einer größeren zweiten Betätigungsgeschwindigkeit in der zweiten Betätigungsrichtung. Auch hierauf wurde vorstehend bereits hingewiesen. Der Bremskraftsimulator ist also derart ausgestaltet, dass er den Durchströmungsquerschnitt sowohl in Abhängigkeit von der Betätigungsgeschwindigkeit als auch in Abhängigkeit von der Betätigungsrichtung festlegt und an dem Querschnittsverstellelement einstellt.A preferred embodiment of the invention provides that the braking force simulator is further configured to select smaller the flow cross section at a smaller first operating speed of the actuating piston in a second actuating direction than at a larger second operating speed in the second actuating direction. This has already been pointed out above. The braking force simulator is thus designed such that it determines the flow cross-section both in dependence on the operating speed and in dependence on the actuating direction and adjusts the cross-section adjustment.
Die Betätigungsgeschwindigkeit des Betätigungskolbens sowie die Betätigungsrichtung können grundsätzlich auf beliebige Art und Weise festgestellt werden. Beispielsweise werden sie sensorisch erfasst und mithilfe eines Steuergeräts ausgewertet, welches anschließend den Durchströmungsquerschnitt ermittelt und einstellt. Besonders bevorzugt ist jedoch eine passive Ausführung des Bremskraftsimulators, bei welchem sich der Durchströmungsquerschnitt selbsttätig auf die Betätigungsgeschwindigkeit und die Betätigungsrichtung einstellt, insbesondere aufgrund der auf das Querschnittsverstellelement wirkenden Fluidkraft bei einem Strömen eines Fluids aus der ersten Fluidkammer in die zweite Fluidkammer oder umgekehrt und/oder aufgrund einer Federkraft.The operating speed of the actuating piston and the operating direction can be determined in principle in any way. For example, they are sensory detected and evaluated by means of a control unit, which then determines the flow cross-section and adjusts. However, a passive embodiment of the braking force simulator is particularly preferred, in which the throughflow cross section adjusts itself automatically to the actuating speed and the actuating direction, in particular due to the fluid force acting on the cross section adjustment element during a flow of a fluid from the first fluid chamber into the second fluid chamber or vice versa and / or due to a spring force.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Querschnittsverstellelement ein kegelstumpfförmiges Ventilelement sowie einen kegelstumpfförmigen Ventilsitz aufweist, wobei das Ventilelement bezüglich des Ventilsitzes in axialer Richtung bezüglich einer Längsmittelachse des Ventilelements verlagerbar gelagert ist. Das Ventilelement wirkt mit dem Ventilsitz zusammen, um den Durchströmungsquerschnitt des Querschnittsverstellelements zwischen der ersten Fluidkammer und der zweiten Fluidkammer beziehungsweise umgekehrt einzustellen. Je weiter das Ventilelement von dem Ventilsitz entfernt angeordnet ist, umso größer ist der Durchströmungsquerschnitt. Wird das Ventilelement dagegen auf den Ventilsitz zu verlagert, verkleinert sich der Durchströmungsquerschnitt.A further preferred embodiment of the invention provides that the cross-section adjustment element has a frusto-conical valve element and a frusto-conical valve seat, wherein the valve element is displaceably mounted with respect to the valve seat in the axial direction with respect to a longitudinal central axis of the valve element. The valve member cooperates with the valve seat to adjust the flow area of the cross-sectional displacement member between the first fluid chamber and the second fluid chamber and vice versa. The further the valve element is arranged away from the valve seat, the larger the flow cross-section. On the other hand, if the valve element is displaced towards the valve seat, the flow cross-section decreases.
Das Ventilelement ist in axialer Richtung verlagerbar angeordnet, insbesondere in dem Simulatorgehäuse. Die axiale Richtung liegt dabei vorzugsweise bezüglich der Längsmittelachse des Ventilelements vor. Diese Längsmittelachse kann mit einer Verlagerungsrichtung des Betätigungskolbens beziehungsweise einer Längsmittelachse des Betätigungskolbens zusammenfallen, sodass also das Ventilelement und der Betätigungskolben koaxial zueinander verlagerbar gelagert sind. Die kegelstumpfförmige Ausgestaltung des Ventilelements hat den Vorteil, dass Stirnflächen des Ventilelements unterschiedlich groß sind, sodass bei einer Durchströmung des Querschnittsverstellelements in Abhängigkeit von der Durchströmungsrichtung des Querschnittsverstellelements unterschliedlich große Fluidkräfte auf das Ventilelement wirken.The valve element is arranged to be displaceable in the axial direction, in particular in the simulator housing. The axial direction is preferably present with respect to the longitudinal central axis of the valve element. This longitudinal central axis may coincide with a displacement direction of the actuating piston or a longitudinal central axis of the actuating piston, so that therefore the valve element and the actuating piston are mounted coaxially displaceable relative to one another. The frusto-conical configuration of the valve element has the advantage that end faces of the valve element are of different sizes, so that when the cross-section adjustment element flows through as a function of the direction of flow of the cross-section adjustment element, extremely great fluid forces act on the valve element.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Ventilelement in axialer Richtung gesehen auf einer ersten Seite von einer ersten Feder und einer auf der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite von einer zweiten Feder Federkraft beaufschlagt ist. Beispielsweise liegen beiden Federn an gegenüberliegenden Stirnflächen des Ventilelements an, also die erste Feder an einer ersten Stirnfläche und die zweite Feder an einer zweiten Stirnfläche, wobei diese auf unterschiedlichen Seiten des Ventilelements vorliegen. Eine die Stirnflächen miteinander verbindende Mantelfläche des Ventilelements stellt eine Dichtfläche des Ventilelements dar, welche zusammen mit dem Ventilsitz den Durchströmungsquerschnitt des Querschnittsverstellelements einstellt.A further embodiment of the invention provides that the valve element in the axial direction is acted upon by a second spring spring force on a first side of a first spring and a second side opposite the first side. For example, both springs bear against opposite end faces of the valve element, that is to say the first spring on a first end face and the second spring on a second end face, these being present on different sides of the valve element. A lateral surface of the valve element connecting the end surfaces together forms a sealing surface of the valve element which, together with the valve seat, adjusts the flow cross-section of the cross-section adjustment element.
Die beiden Federn sind vorzugsweise jeweils als Druckfeder ausgestaltet, sodass sie also das Ventilelement in entgegengesetzte Richtung drängen. Wird das Ventilelement nicht mit einer externen Kraft beaufschlagt, beispielsweise einer Fluidkraft, so wird das Ventilelement von den Federn in eine Ruhelage gedrängt, in welcher beide Federn vorgespannt sind, jedoch eine Verlagerung des Ventilelements sowohl in Richtung der ersten Feder als auch in Richtung der zweiten Feder zugelassen ist.The two springs are preferably designed in each case as a compression spring, so that they thus urge the valve element in the opposite direction. If the valve element is not subjected to an external force, for example a fluid force, then the valve element is urged by the springs into a rest position in which both springs are biased, but a displacement of the valve element both in the direction of the first spring and in the direction of the second Spring is allowed.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die erste Feder und/oder die zweite Feder jeweils auf ihrer dem Ventilelement abgewandten Seite ortsfest abgestützt sind. Darunter ist zu verstehen, dass die Federn jeweils an einem Federlager anliegen, wobei die Federlager ortsfest in dem Simulatorgehäuse angeordnet sind. Beispielsweise ist das Federlager für die erste Feder in der ersten Fluidkammer und das Federlager für die zweite Feder in der zweiten Fluidkammer angeordnet. Das Federlager kann auch als Stützelement bezeichnet werden.A preferred embodiment of the invention provides that the first spring and / or the second spring are each supported stationary on its side facing away from the valve element. By this is meant that the springs abut respectively on a spring bearing, wherein the spring bearings are arranged stationarily in the simulator housing. For example, the spring bearing for the first spring in the first fluid chamber and the spring bearing for the second spring in the second fluid chamber is arranged. The spring bearing can also be referred to as a support element.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass dem Ventilelement wenigstens ein Endanschlag zugeordnet ist, wobei der Endanschlag derart angeordnet ist, dass der Durchströmungsquerschnitt von dem Ventilelement stets zumindest teilweise freigegeben ist. Der Endanschlag begrenzt die Verlagerung des Ventilelements in zumindest einer Richtung, also beispielsweise in der ersten Betätigungsrichtung oder in der zweiten Betätigungsrichtung. Der Endanschlag verhindert dabei bevorzugt, dass die Strömungsverbindung zwischen der ersten Fluidkammer und der zweiten Fluidkammer vollständig unterbrochen wird, um eine stete Funktionsfähigkeit des Bremskraftsimulators sicherzustellen. Zu diesem Zweck ist der Endanschlag so angeordnet, dass das Ventilelement unter normalen Betriebsbedingen des Bremskraftsimulators nicht in eine Stellung gelangen kann, in welcher der Durchströmungsquerschnitt gleich null ist, also die Strömungsverbindung zwischen den beiden Fluidkammern unterbrochen ist.As part of a further embodiment of the invention can be provided that the valve element is associated with at least one end stop, wherein the end stop is arranged such that the flow cross-section of the valve element is always at least partially released. The end stop limits the displacement of the valve element in at least one direction, that is, for example, in the first actuating direction or in the second actuating direction. The end stop preferably prevents the flow connection between the first fluid chamber and the second fluid chamber from being completely interrupted in order to ensure a continuous functioning of the brake force simulator. For this purpose, the end stop is arranged so that the valve element can not reach a position under normal operating conditions of the brake power simulator, in which the flow cross-section is equal to zero, so the flow connection between the two fluid chambers is interrupted.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass sich eine dritte Feder einerseits an dem Ventilelement und andererseits an dem Betätigungskolben abstützt. Das Ventilelement und der Betätigungskolben stehen also nicht lediglich über die von dem Betätigungskolben bewirkbare Fluidkraft miteinander in Wirkverbindung. Vielmehr ist eine unmittelbare Wirkverbindung über die dritte Feder hergestellt. Diese liegt einerseits an dem Ventilelement und andererseits an dem Betätigungskolben an und ist vorzugsweise als Druckfeder ausgestaltet. Dabei ist die Vorspannung der dritten Feder beispielsweise derart gewählt, dass sie in jeder möglichen Stellung des Ventilelements und des Betätigungskolbens während eines Normalbetriebs des Bremskraftsimulators vorgespannt ist.A preferred embodiment of the invention provides that a third spring is supported on the one hand on the valve element and on the other hand on the actuating piston. The valve element and the actuating piston are therefore not only in operative connection with one another via the fluid force which can be effected by the actuating piston. Rather, an immediate operative connection is made via the third spring. This is on the one hand on the valve element and on the other hand to the actuating piston and is preferably designed as a compression spring. In this case, the bias of the third spring, for example, selected such that it is biased in any possible position of the valve element and the actuating piston during normal operation of the brake power simulator.
Schließlich kann in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass das Ventilelement auf einer Ventilstange gelagert ist, wobei die Ventilstange Stützelemente für die erste Feder und die zweite Feder und/oder den Endanschlag für das Ventilelement und/oder ein Führungselement für die dritte Feder aufweist. Die Ventilstange liegt in dem Simulatorgehäuse vor, vorzugsweise koaxial zu dem Betätigungskolben und/oder dem Ventilelement. Das Ventilelement ist auf der Ventilstange gelagert, wozu letztere das Ventilelement vorzugsweise in axialer Richtung vollständig durchgreift.Finally, it can be provided in a further preferred embodiment of the invention, the valve element is mounted on a valve rod, the valve rod having support elements for the first spring and the second spring and / or the end stop for the valve element and / or a guide element for the third spring. The valve rod is present in the simulator housing, preferably coaxially with the actuating piston and / or the valve element. The valve element is mounted on the valve rod, for which purpose the valve element preferably fully penetrates the valve element in the axial direction.
Die Ventilstange weist bevorzugt die Stützelemente für die erste Feder und die zweite Feder auf. Die Stützelemente sind dabei auf gegenüberliegenden Seiten des Ventilelements an der Ventilstange vorgesehen. Zusätzlich oder alternativ kann die Ventilstange den Endanschlag für das Ventilelement aufweisen beziehungsweise der Endanschlag an der Ventilstange ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Ventilstange das Führungselement für die dritte Feder aufweisen.The valve rod preferably has the support elements for the first spring and the second spring. The support elements are provided on opposite sides of the valve element on the valve rod. Additionally or alternatively, the valve rod may have the end stop for the valve element or the end stop may be formed on the valve rod. Additionally or alternatively, the valve rod may comprise the guide element for the third spring.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the drawings, without any limitation of the invention. Showing:
Die
Mithilfe des Querschnittsverstellelements
Neben dem Ventilelement
Das Ventilelement
Dem Ventilelement
Neben den Federn
Die erste Feder
Die Funktionsweise des Bremskraftsimulators
Erfolgt die Verlagerung des Betätigungskolbens
Entsprechend wirkt auf das Ventilelement
Umgekehrt ergibt sich selbstverständlich, dass bei einer der ersten Betätigungsrichtung entgegengesetzten zweiten Betätigungsrichtung des Betätigungskolbens
Erfolgt die Betätigung des Betätigungskolbens
Mit einer derartigen Ausgestaltung des Bremskraftsimulators
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