[发明专利]用于在车辆的操纵元件上进行力模拟的设备

说明书

本发明涉及一种用于在车辆的操纵元件上进行力模拟的设备，优选踏板模拟器，所述踏板模拟器通过规定的力‑行程特性提供触觉反馈，所述设备包括活塞‑缸单元(5、12)，其中，活塞(5)通过活塞杆(4)与使所述活塞(5)在所述缸(12)的内部抵抗复位力地轴向运动的操纵元件(3)连接。在车辆使用者传送式地得到与在液压操纵装置中一样的感觉的设备中，所述活塞(5)压抵多件式弹性组件(13,14,15)，所述组件根据所述活塞(5)走过的行程产生针对所述活塞(5)的复位力或推力。

技术领域

本发明涉及一种用于在车辆的操纵元件上进行力模拟的设备，优选踏板模拟器。该踏板模拟器通过规定的力-行程特性提供触觉反馈，该设备包括活塞-缸单元以及用于操纵电离合器系统的装置，其中，活塞通过活塞杆与使活塞在缸内抵抗复位力地轴向运动的操纵元件连接。

背景技术

由DE 10 2011 016 239 A1已知一种用于具有电子信号传递的车辆制动器的踏板力模拟器，在该车辆制动器中，与车辆驾驶员的脚力有关的制动力矩输出尤其借助电子液压或电子机械系统来进行，其中，踏板力模拟器产生对于车辆驾驶员来说习惯的制动感觉。踏板力模拟器包括气动工作的活塞-缸单元，其活塞限界具有能操控的阀的压缩室并且逆着压缩方向地借助至少一个第一弹簧元件以力加载活塞以及通过活塞杆与车辆制动踏板这样作用连接，使得活塞杆在操纵车辆制动踏板期间经历相对于活塞-缸单元的角度改变。该角度运动性对踏板力模拟器的设计提出了高要求。

DE 10 2010 061 439 A1公开了一种用于机动车的制动系统，在该制动系统中，能由车辆驾驶员操纵的制动踏板与用于产生与行程有关的反向力或者说复位力的踏板模拟器连接。制动踏板的位置由传感器检测，传感器的传感器信号向用于分析处理的控制器输送。相应于制动踏板的位置，控制器产生用于驱动控制单元和制动控制装置的控制信号，使得由此产生的发电式制动部分与摩擦制动部分一起产生相应于制动踏板位置的制动力矩或者说制动作用。同时，控制器这样操控踏板模拟器，使得反向力或者说复位力作用到制动踏板上，产生行程-力相关性，该行程-力相关性将如在仅通过液压制动器进行制动时那样的踏板感觉提供给驾驶员。

发明内容

本发明所基于的任务在于，说明一种用于在车辆的操纵元件上进行力模拟的设备，该设备向车辆驾驶员传送与在正常液压器件情况下一样的感觉，并且尽管如此能简单地制造该设备。

根据本发明这样解决该任务：活塞压抵多件式弹性组件，该组件根据活塞走过的行程产生针对活塞的复位力或推力。这具有这样的优点，即在非液压操纵系统、尤其纯电的车辆离合器系统中也会向车辆使用者传送与在正常液压操纵系统中一样的感觉。在此，用于力模拟的设备模拟力-行程特性曲线，其中，根据由活塞走过的行程引起通过操纵系统施加在车辆使用者的脚上或手上的力。在此，用于力模拟的设备的尺寸相应于液压离合器操纵系统中的主动缸的尺寸，使得对机动车中的空间需求不提出进一步要求，因此，力模拟器能够代替主动缸地安装在机动车中的同一部位上。

有利地，多件式弹性组件构造成弹簧装置，该弹簧装置具有用于提供复位力的第一和第三弹簧元件，而在空间上布置在第一和第三弹簧元件之间的第二弹簧元件调节针对活塞的推力。由于存在针对活塞提供不同力的弹簧元件，由踏板力模拟器输出的特性曲线能够更好地匹配于这样的特性曲线：车辆驾驶员在正常的液压器件情况下会触觉地感知到该特性曲线。通过复位力和推力(拉力)之间的转换产生对于车辆使用者来说能明显感觉到的力差别。

在一个构型中，第一、第二和第三弹簧元件相对于活塞的运动方向径向扩展，其中，靠近缸布置的第一弹簧元件在松弛状态下沿轴向方向直接贴靠在活塞上，而第二和第三弹簧元件在松弛状态下沿轴向方向与活塞的推进装置间隔开地定位。通过这三个弹簧元件的该径向相互嵌套，需要特别小的安装空间用于踏板模拟器。此外，该构型确保踏板模拟器的力-行程特性曲线的非常灵敏的调节。