DE112020002307T5

DE112020002307T5 - Fahrzeugbremspedal mit pedalwiderstandsbaugruppe und kraft-/positionssensor

Info

Publication number: DE112020002307T5
Application number: DE112020002307.9T
Authority: DE
Inventors: Steven John Street; John Jablonski; Xiaofeng Huang; Douglas C. Moore; Eric Brannstrom
Original assignee: CTS Corp
Current assignee: CTS Corp
Priority date: 2019-05-09
Filing date: 2020-05-06
Publication date: 2022-02-17
Also published as: US20200353908A1; US11597366B2; WO2020227380A1; US20230136473A1; US11891039B2

Abstract

Eine Bremspedalbaugruppe umfasst ein Pedal und ein Pedalwiderstandskraftelement, das an das Pedal wirkgekoppelt ist. Ein Dämpferpedalwiderstandskraftmodul definiert einen inneren fluidgefüllten Hohlraum. Eine Welle erstreckt sich durch das Dämpfermodul und enthält einen daran montierten Kolben und kann durch den fluidgefüllten Hohlraum bewegt werden, um eine Dämpferwiderstandskraft zu erzeugen. Ein Federpedalwiderstandskraftmodul ist dazu ausgelegt, eine Federpedalwiderstandskraft zu erzeugen. Ein Pedalkrafterfassungsmodul ist an dem Pedalwiderstandskraftelement montiert. Ein Pedalpositionssensor ist an dem Pedalwiderstandskraftelement montiert. Ein Pedalkraftsensor ist an dem Pedalwiderstandskraftelement montiert.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldungen
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität und den Vorteil der vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Seriennr. 62/845,401 , eingereicht am 9. Mai 2019, und der vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Seriennr. 62/992,944 , eingereicht am 21. März 2020, deren Offenbarung und Inhalt durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit ausdrücklich in diese Schrift aufgenommen werden.
Diese Patentanmeldung ist zudem eine Teilfortsetzungsanmeldung, welche die Priorität und den Vorteil der US-Anmeldung mit der Seriennr. 16/439,822 , eingereicht am 13. Juni 2019, beansprucht, die eine Fortsetzungsanmeldung der US-Anmeldung mit der Seriennr. 15/876,772 , eingereicht am 22. Januar 2018, nun US-Patent Nr. 10,343,657 , erteilt am 9. Juli 2019, ist, deren Offenbarung und Inhalt durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit ausdrücklich in diese Schrift aufgenommen werden.
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugbremspedal mit einer Pedalwiderstandsbaugruppe und einem Kraft-/Positionssensor.
Allgemeiner Stand der Technik
Brake-by-Wire-Fahrzeugbremspedale verwenden kein herkömmliches Vakuum- oder Hydrauliksystem zum Bremsen.
Es besteht ein Wunsch, das Gefühl eines herkömmlichen Vakuum- oder Hydraulikbremssystems bei Brake-by-Wire-Fahrzeugbremspedalen nachzubilden.
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Brake-by-Wire-Fahrzeugbremspedal gerichtet, das eine Pedalwiderstandsbaugruppe beinhaltet, die das Widerstandsgefühl eines herkömmlichen Vakuum- oder Hydraulikbremssystems nachbildet.
Die vorliegende Erfindung ist zudem auf eine Pedalwiderstandsbaugruppe gerichtet, in die ein Pedalkraft-/-positionssensor integriert ist.
Kurzdarstellung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist im Allgemeinen auf eine Bremspedalbaugruppe gerichtet, umfassend ein Pedal und ein Pedalwiderstandskraftelement, das an das Pedal wirkgekoppelt ist und Folgendes beinhaltet: ein Dämpferpedalwiderstandskraftmodul, das einen inneren fluidgefüllten Hohlraum definiert, eine Welle, die sich durch das Dämpfermodul erstreckt und einen daran montierten Kolben enthält und durch den fluidgefüllten Hohlraum bewegt werden kann, um eine Dämpferwiderstandskraft zu erzeugen, ein Federpedalwiderstandskraftmodul, das dazu ausgelegt ist, eine Federpedalwiderstandskraft zu erzeugen, ein Pedalkrafterfassungsmodul, das an dem Pedalwiderstandskraftelement montiert ist, einen Pedalpositionssensor, der an dem Pedalwiderstandskraftelement montiert ist; und einen Pedalkraftsensor, der an dem Pedalwiderstandskraftelement montiert ist.
In einer Ausführungsform befinden sich das Federpedalwiderstandskraftmodul und die Pedalkrafterfassungsmodule an gegenüberliegenden Enden des Pedalwiderstandskraftelements.
In einer Ausführungsform befinden sich das Federpedalwiderstandskraftmodul und die Pedalkrafterfassungsmodule an demselben Ende des Pedalwiderstandskraftelements.
In einer Ausführungsform beinhaltet das Pedalwiderstandskraftelement eine bewegliche Hülse und eine feste Hülse, wobei sich die bewegliche Hülse als Reaktion auf die Bewegung des Pedals bewegt, wobei die Welle an die bewegliche Hülse wirkgekoppelt ist und als Reaktion auf die Bewegung der beweglichen Hülse bewegt werden kann, wobei das Federpedalwiderstandskraftmodul an die feste Hülse gekoppelt ist und eine erste und eine zweite Feder beinhaltet, die als Reaktion auf die Bewegung und den Kontakt mit der Hülse bzw. der Welle zusammengedrückt werden können, um die Federpedalwiderstandskraft zu erzeugen.
In einer Ausführungsform ist das Pedalkrafterfassungsmodul an die bewegliche Hülse gekoppelt.
In einer Ausführungsform beinhaltet das Pedalwiderstandskraftelement eine bewegliche Hülse und eine feste Hülse, wobei sich die bewegliche Hülse als Reaktion auf die Bewegung des Pedals bewegt, wobei die Welle an die bewegliche Hülse wirkgekoppelt ist und als Reaktion auf die Bewegung der beweglichen Hülse bewegt werden kann, wobei das Federpedalwiderstandskraftmodul an die bewegliche Hülse gekoppelt ist und eine erste Feder beinhaltet, die als Reaktion auf die Bewegung der beweglichen Hülse zusammengedrückt werden kann, um die Federpedalwiderstandskraft zu erzeugen.
In einer Ausführungsform ist das Pedalkrafterfassungsmodul an die bewegliche Hülse gekoppelt.
In einer Ausführungsform beinhaltet das Pedalkrafterfassungsmodul eine ablenkbare Dehnungsmessstreifenplatte mit einem verformbaren Dehnungsmessstreifenelement, wobei die Dehnungsmessstreifenplatte abgelenkt werden kann und das Dehnungsmessstreifenelement verformt werden kann, und zwar als Reaktion auf die Anwendung einer Kraft auf die Dehnungsmessstreifenplatte.
In einer Ausführungsform ist eine Halterung an das Pedal gekoppelt und erstreckt sie sich in das Pedalkrafterfassungsmodul und in Kontakt mit dem ablenkbaren Dehnungsmessstreifen, wobei die Halterung dazu ausgelegt ist, als Reaktion auf die Bewegung des Pedals eine Kraft auf den ablenkbaren Dehnungsmessstreifen auszuüben.
In einer Ausführungsform ist ein Magnet an die stationäre Hülse gekoppelt, wobei der Pedalpositionssensor einen Hall-Effekt-Sensor umfasst, der an der beweglichen Hülse montiert ist und dazu ausgelegt ist, um Änderungen in dem durch den Magneten erzeugten Magnetfeld zu erfassen, um die Position des Pedals als Reaktion auf die Bewegung des Hall-Effekt-Sensors relativ zu dem Magneten zu bestimmen.
Die vorliegende Erfindung ist zudem auf ein Pedalwiderstandskraftelement für ein Bremspedal gerichtet, das Folgendes umfasst: ein Dämpferpedalwiderstandskraftmodul, das einen inneren fluidgefüllten Hohlraum definiert, eine Welle, die sich durch das Dämpfermodul erstreckt und einen daran montierten Kolben enthält und durch den fluidgefüllten Hohlraum bewegt werden kann, um eine Dämpferwiderstandskraft zu erzeugen, ein Federpedalwiderstandskraftmodul, das dazu ausgelegt ist, eine Federpedalwiderstandskraft zu erzeugen, ein Pedalkrafterfassungsmodul, das an dem Pedalwiderstandskraftelement montiert ist, einen Pedalpositionssensor, der an dem Pedalwiderstandskraftelement montiert ist, und einen Pedalkraftsensor, der an dem Pedalwiderstandskraftelement montiert ist.
In einer Ausführungsform befinden sich das Federpedalwiderstandskraftmodul und die Pedalkrafterfassungsmodule an gegenüberliegenden Enden des Pedalwiderstandskraftelements.
In einer Ausführungsform befinden sich das Federpedalwiderstandskraftmodul und die Pedalkrafterfassungsmodule an demselben Ende des Pedalwiderstandskraftelements.
In einer Ausführungsform beinhaltet das Pedalwiderstandskraftelement eine bewegliche Hülse und eine feste Hülse, wobei sich die bewegliche Hülse als Reaktion auf die Bewegung des Pedals bewegt, wobei die Welle an die bewegliche Hülse wirkgekoppelt ist und als Reaktion auf die Bewegung der beweglichen Hülse bewegt werden kann, wobei das Federpedalwiderstandskraftmodul an die feste Hülse gekoppelt ist und eine erste und eine zweite Feder beinhaltet, die als Reaktion auf die Bewegung und den Kontakt mit der Hülse bzw. der Welle zusammengedrückt werden können, um die Federpedalwiderstandskraft zu erzeugen.
In einer Ausführungsform ist das Pedalkrafterfassungsmodul an die bewegliche Hülse gekoppelt.
In einer Ausführungsform beinhaltet das Pedalwiderstandskraftelement eine bewegliche Hülse und eine feste Hülse, wobei sich die bewegliche Hülse als Reaktion auf die Bewegung des Pedals bewegt, wobei die Welle an die bewegliche Hülse wirkgekoppelt ist und als Reaktion auf die Bewegung der beweglichen Hülse bewegt werden kann, wobei das Federpedalwiderstandskraftmodul an die bewegliche Hülse gekoppelt ist und eine erste Feder beinhaltet, die als Reaktion auf die Bewegung der beweglichen Hülse zusammengedrückt werden kann, um die Federpedalwiderstandskraft zu erzeugen.
In einer Ausführungsform ist das Pedalkrafterfassungsmodul an die bewegliche Hülse gekoppelt.
In einer Ausführungsform beinhaltet das Pedalkrafterfassungsmodul eine ablenkbare Dehnungsmessstreifenplatte mit einem verformbaren Dehnungsmessstreifenelement, wobei die Dehnungsmessstreifenplatte abgelenkt werden kann und das Dehnungsmessstreifenelement verformt werden kann, und zwar als Reaktion auf die Anwendung einer Kraft auf die Dehnungsmessstreifenplatte.
In einer Ausführungsform ist eine Halterung an ein Pedal gekoppelt und erstreckt sie sich in das Pedalkrafterfassungsmodul und in Kontakt mit dem ablenkbaren Dehnungsmessstreifen, wobei die Halterung dazu ausgelegt ist, als Reaktion auf die Bewegung des Pedals eine Kraft auf den ablenkbaren Dehnungsmessstreifen auszuüben.
In einer Ausführungsform ist ein Magnet an die stationäre Hülse gekoppelt, wobei der Pedalpositionssensor einen Hall-Effekt-Sensor umfasst, der an der beweglichen Hülse montiert ist und dazu ausgelegt ist, um Änderungen in dem durch den Magneten erzeugten Magnetfeld zu erfassen, um die Position des Pedals als Reaktion auf die Bewegung des Hall-Effekt-Sensors relativ zu dem Magneten zu bestimmen.
Andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsform der Erfindung, den begleitenden Zeichnungen und den beigefügten Ansprüchen deutlicher hervor.
Figurenliste
Diese und andere Merkmale der Erfindung können am besten durch die Beschreibung der begleitenden Figuren wie folgt verstanden werden:

1 ist eine vereinfachte unterbrochene seitliche Aufrissansicht eines Fahrzeugbremspedals, in das eine erste Ausführungsform einer Pedalwiderstandskraftbaugruppe oder eines Pedalwiderstandskraftelements gemäß der vorliegenden Erfindung integriert ist;
2 ist eine perspektivische Ansicht der in 1 gezeigten Pedalwiderstandskraftbaugruppe;
3 ist eine perspektivische Ansicht eines der Verbinder mit der Positions- und Kraftsensorbaugruppe und den assoziierten integrierten Sensorschaltungen und dem Weckschalter;
Die 4 und 7 sind vertikale Querschnittsansichten der in 2 gezeigten Pedalwiderstandskraftbaugruppe in ihrer vollständig eingelegten Bremsposition;
5 ist eine vertikale Querschnittsansicht der in 2 gezeigten Pedalwiderstandskraftbaugruppe in ihrer Ruhe- oder freigegebenen oder Nicht-Bremsposition;
6 ist eine vertikale Querschnittsansicht der in 2 gezeigten Pedalwiderstandskraftbaugruppe in einer ersten teilweise eingelegten Bremsposition;
8 ist ein Diagramm, das die Pedalwiderstandskraft, die von der in den 1-7 gezeigten Pedalwiderstandsbaugruppe erzeugt wird, in Abhängigkeit vom Pedalwegs darstellt;
9 ist eine vereinfachte unterbrochene seitliche Aufrissansicht eines Fahrzeugbremspedals, in das eine andere Ausführungsform einer Pedalwiderstandskraftbaugruppe oder eines Pedalwiderstandskraftelements gemäß der vorliegenden Erfindung integriert ist;
10 ist eine perspektivische Ansicht der in 9 gezeigten Pedalwiderstandskraftbaugruppe;
11 ist eine perspektivische Ansicht eines der Verbinder, in den die integrierten Positions- und Kraftsensorschaltungen der Pedalwiderstandskraftbaugruppe von 9 integriert sind;
12 ist eine perspektivische Ansicht eines anderen der Verbinder, in den der Weckschalter der integrierten Positions- und Kraftsensorschaltungen der Pedalwiderstandskraftbaugruppe, die in 9 gezeigt ist, integriert sind;
13A ist eine vertikale Querschnittsansicht der in 9 gezeigten Pedalwiderstandskraftbaugruppe in ihrer Ruhe- oder freigegebenen oder Nicht-Bremsposition;
13B ist eine vertikale Querschnittsansicht der in 9 gezeigten Pedalwiderstandskraftbaugruppe in ihrer vollständig eingelegten Bremsposition;
14 ist eine vertikale Querschnittsansicht der in 9 gezeigten Pedalwiderstandskraftbaugruppe in einer ersten teilweise eingelegten Bremsposition;
15 ist eine vertikale Querschnittsansicht der in 9 gezeigten Pedalkraftwiderstandskraftbaugruppe in einer zweiten teilweise eingelegten Bremsposition;
16 ist eine andere vertikale Querschnittsansicht der in 9 gezeigten Pedalwiderstandskraftbaugruppe in ihrer vollständig eingelegten Bremsposition;
17 ist eine vergrößerte unterbrochene vertikale Querschnittsansicht der Pedalwiderstandskraftbaugruppe in der Ruhe- oder freigegebenen oder Nicht-Bremsposition, wie in 13 gezeigt;
18 ist eine vergrößerte vertikale Querschnittsansicht der Position der Rückschlagventile des Kolbens der Pedalwiderstandskraftbaugruppe in den Positionen der Pedalwiderstandskraftbaugruppe aus den 13A-16;
19 ist eine vergrößerte vertikale Querschnittsansicht der Position der Rückschlagventile im Kolben der Pedalwiderstandskraftbaugruppe während der Rückkehr des Pedals aus seiner Position aus 16 in seine Position aus 13A; und
20 ist ein Diagramm, das die Pedalwiderstandskraft, die von der in den 9-16 gezeigten Pedalwiderstandsbaugruppe erzeugt wird, in Abhängigkeit vom Pedalwegs darstellt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Die 1-7 stellen eine erste Ausführungsform einer Fahrzeugbremspedalbaugruppe 10 dar, in die eine Pedalwiderstandskraftbaugruppe oder ein Pedalwiderstandskraftmodul oder -element 100 gemäß der vorliegenden Erfindung integriert ist.
Die Fahrzeugbremspedalbaugruppe 10 beinhaltet eine Basis/Halterung 12, ein längliches Bremspedal 14, das zur einlegenden/bremsenden und freigebenden/nicht bremsenden Drehung und Bewegung im Uhrzeigersinn/gegen den Uhrzeigersinn relativ zu der Pedalbasis/-halterung 12 verbunden ist. Die Pedalwiderstandskraftbaugruppe 100 ist in einer Beziehung, die sich zwischen der Basis/Halterung 12 und dem Pedal 14 erstreckt, und ferner in einer Beziehung, in der eine erste Endhalterung 122 davon an das Pedal 14 wirkgekoppelt ist und eine zweite gegenüberliegende Endhalterung 123 an die Pedalbasis/- halterung 12 gekoppelt ist, an die Pedalbaugruppe 10 wirkgekoppelt.
Die Pedalwiderstandsbaugruppe 100 hat im Allgemeinen die Form und Gestalt eines länglichen Hohlzylinders oder Gehäuses oder Rohrs, der/das anfänglich einen inneren flüssigkeitsgefüllten Zylinder oder ein rohrförmiges Dämpfer- oder Widerstandskraftmodul 110 umfasst, der/das dazu ausgelegt ist, eine geschwindigkeitsabhängige Kraftreaktion bereitzustellen, und einen ersten zentralen, im Allgemeinen zylindrischen, länglichen, hohlen Innenzylinder oder ein solches rohrförmiges Gehäuse oder eine solche Hülse 130 beinhaltet, der/die/das eine äußere Umfangswand 132 beinhaltet, die eine(n) innere(n) hohle(n), längliche(n), zylindrische(n) oder rohrförmige(n) Aufnahme oder Hohlraum oder Kammer 134 definiert und bildet und ferner gegenüberliegende Enden 131 und 133 definiert.
Eine erste Dichtungskappe oder -kartusche 112 deckt und dichtet ein erstes Ende der Hülse 130 des Dämpfermoduls 110 ab. Eine zweite gegenüberliegende und davon beabstandete Dichtungskappe oder -kartusche 114 deckt und dichtet ein zweites gegenüberliegendes Ende der Hülse 130 des Dämpfermoduls 110ab. Der Hohlraum oder die Kammer 134 enthält ein Dampferfluid (nicht gezeigt), das in einer Ausführungsform ein Gemisch aus Propylenglycol und Wasser sein kann.
Die Pedalwiderstandsbaugruppe 100 umfasst ferner eine längliche Welle 140, die sich durch das Innere der Kammer 134 der Hülse 130 des Dämpfermoduls 110 erstreckt. Die Welle 140 beinhaltert ein erstes Ende 140a, das sich durch eine in der Kappe 112 definierte zentrale Öffnung erstreckt, und ein zweites, gegenüberliegendes Ende 140b der Welle 140, das sich durch eine in der gegenüberliegenden Kappe 114 definierte zentrale Öffnung erstreckt.
Ein Kolben 146 erstreckt sich um einen zentralen Abschnitt oder ein zentrales Segment der Welle 140 und befindet sich in dem Fluidhohlraum 134 zwischen den beiden Dichtungsendkappen 112 und 114. Der Kolben 146 ist an der Welle 140 befestigt und kann im Inneren des Fluidhohlraums 134 als Reaktion auf die lineare Hin- und Herbewegung der Welle 140 linear bewegt werden.
Der Kolben 146 beinhaltet eine Doppelstangenstruktur, die dazu ausgelegt ist, ein konstantes Fluidvolumen während des Hubs oder der Bewegung davon aufrechtzuerhalten. Die Innenfläche der Wand 132 der Hülse 130 des Dämpfermoduls 110 beinhaltet Nuten 128 mit variabler Geometrie, die es ermöglichen, dass die Dämpfungsfunktion mit dem Abstand oder der Bewegung des Kolbens linear innerhalb des Inneren der Hülse 130 variiert.
Die Pedalwiderstandsbaugruppe 100 umfasst darüber hinaus ein(e) zweite(s) hohle(s) zylindrische(s) oder rohrförmige(s) Hülse oder Gehäuse 153, die/das die Hülse 130 des Dämpfermoduls 110 umgibt. Das Ende 140b der Welle 140 erstreckt sich in das Innere der Hülse oder des Gehäuses 153. Die Hülse 153 beinhaltet die gegenüberliegende Enden 153a und 153b. Die Dämpfungsmodulhülse 130 befindet sich in dem Ende 153a der Hülse 130.
Ein Paar von länglichen Sensormagneten 154a und 154b ist an einem Magnetträger 300 montiert, der das Ende 153a der Hülse 153 umgibt und daran befestigt ist. Die Magneten 154a und 154b befinden sich in einer diametral gegenüberliegenden Beziehung auf gegenüberliegenden Seiten des Magnetträgers 300 und somit auf diametral gegenüberliegenden Seiten der Pedalwiderstandseinheit 110.
Eine dritte hohle zylindrische oder rohrförmige Hülse oder Führung 155 umgibt die zweite Hülse oder das zweite Gehäuse 153. Die Hülse oder die Führung 155 beinhaltet die gegenüberliegende Enden 155a und 155b. An dem einen Ende 155a der Hülse oder Führung 155 ist ein Kragen 156 definiert. Das Ende 140a der Welle 140 erstreckt sich durch eine in dem Kragen 156 definierte zentrale Öffnung.
Ein Ring 159 umgibt das Ende 155b der Hülse oder Führung 155 und ist daran befestigt.
Die Pedalwiderstandsbaugruppe 100 umfasst darüber hinaus ein Federpedalwiderstandskraftmodul 160 an einem Ende davon, das an das Ende 153b der Hülse 153 gekoppelt ist und dieses umgibt. Das Pedalwiderstandsmodul 160 beinhaltet die Halterung 123, die einen inneren zylindrischen Kragen 162, der das Ende 153b der Hülse 153 umgibt, und einen zylindrischen Stift oder Vorsprung oder Finger 163, der sich in das Innere des Endes 153b der Hülse 153 erstreckt, beinhaltet. Das Pedalwiderstandsmodul 160 beinhaltet ferner eine Innenkappe 163a, die im Inneren des Endes 153b der Hülse 153 bewegt werden kann. Ein Ring 157, der von der Innenfläche der Wand der Hülse 153 nach innen hervorsteht, definiert einen Anschlag, der die Bewegung der Kappe 163a im Inneren der Hülse 153 begrenzt.
Eine erste zusammendrückbare und ausdehnbare Schraubenfeder 164 erstreckt sich um den Stift 163 herum, befindet sich im Inneren des Endes 153a der Hülse 153 und beinhaltet gegenüberliegende Enden, die am Innenkragen 162 bzw. am Inneren der Halterung 123 anliegen.
Eine zweite zusammendrückbare und ausdehnbare Schraubenfeder 165 erstreckt sich um das Äußere des Endes 153b der Hülse 153 herum und beinhaltet gegenüberliegende Enden, die jeweils an dem Kragen 162 der Halterung 123 und am Ring 159 anliegen, der das Ende 155b der Hülse oder Führung 155 umgibt und daran befestigt ist.
Eine Außenabdeckung 166 umgibt die Feder 165 und deckt sie ab. Eine Schraube 167 sichert die Abdeckung 166 an der Halterung 123.
Die Pedalwiderstandsbaugruppe 100 umfasst darüber hinaus ein Pedalkraftmodul 170, das an dem einen Ende 155a der Hülse oder Führung 155 an den Kragen 156 gekoppelt ist und diesen teilweise umgibt.
So sind in der gezeigten Ausführungsform das Pedalwiderstandsmodul 160 und das Pedalkraftmodul 170 in einer kollinearen Beziehung entlang der Längsachse der Pedalwiderstandsbaugruppe 100 positioniert und befinden sich an gegenüberliegenden distalen Enden der Pedalwiderstandsbaugruppe 100 in einer Beziehung mit dem Dämpfer- oder Widerstandskraftmodul 110, das sich zwischen dem Pedalwiderstandsmodul 160 und dem Pedalkraftmodul 170 befindet, die alle eine kollineare Beziehung relativ zueinander aufweisen.
Das Pedalkraftmodul 170 beinhaltet ein Dehnungsmessstreifeninnengehäuse 172, das eine Mittelplatte 173 und einen umlaufenden Kragen 174 beinhaltet, der den Kragen 156 der Hülse oder Führung 155 umgibt. Ein länglicher Federstift 176 erstreckt sich durch die Kragen 174 und 156 und das Ende 140a der Welle 140. Das Gehäuse 172 definiert eine Innenkammer oder einen Hohlraum oder eine Aufnahme für ein Paar von verformbaren Wheatstone-Brücken-Dehnungsmessstreifenscheiben 180 und 182, die durch einen Abstandhalter 184 getrennt sind und daran montierte Dehnungsmessstreifenelemente (nicht gezeigt) beinhalten, wie auf dem Fachgebiet bekannt.
Die Halterung 122 umfasst einen Stift 188, der sich durch die Dehnungsmessstreifenscheiben 180 und 182 und durch eine in der Mittelplatte 173 des Gehäuses 172 definierte Öffnung erstreckt. Eine Vorspannkontermutter 190 umgibt das Ende des Stifts 188, liegt an der Platte 173 an und sichert den Stift 188 und damit die Halterung 122 am Gehäuse 172. Eine Abdeckung 192 umgibt das Gehäuse 172.
Die Pedalwiderstandsbaugruppe 100 beinhaltet darüber hinaus ein(e) kombinierte(s) Positions- und Kraftsensor-/-erfassungsbaugruppe oder -modul 200, die/das an das Äußere des Dämpfermoduls 110 und insbesondere an das Äußere der Führungshülse 155 des Dämpfermoduls 110 gekoppelt ist. Die Baugruppe 200 umfasst ein Paar von diametral gegenüberliegender Verbinderbaugruppen 210 und 220, das am Äußeren der Führungshülse 155 montiert ist. Wie in 3 gezeigt, definiert jede der Verbinderbaugruppen 210 und 220 ein Innengehäuse für eine gedruckte Leiterplatte 222, die eine Positionssensor-Hall-Effekt-IC 224 und eine Pedalkraftsensor-IC 226, die darauf montiert sind, beinhaltet. Die Pedalwiderstandsbaugruppe 110 beinhaltet ein Paar von Verbinderbaugruppen 210 und 220 sowie Positionssensor-Hall-Effekt-ICs und das Paar von Magneten 154a und 154b aus Redundanzgründen.
Die Verbinderbaugruppe 210 definiert zudem ein Gehäuse für einen Positionssensor-Weckschalter 230, der in einer Ausführungsform ein Reedschalter sein kann. Der Schalter 230 ist dazu ausgelegt ist, die jeweiligen Positionssensor-Hall-Effekt-ICs 224 als Reaktion auf das Anwenden einer anfänglichen Bremskraft auf das Pedal 14 zu wecken.
Eine Schaltverbinderbaugruppe 240 ist zudem an dem Äußeren des Dämpfermoduls 110 und insbesondere an dem Äußeren der Hülse 155 des Dämpfermoduls 110 montiert.
Die Verbinderdrähte 250a und 250b erstrecken sich zwischen den jeweiligen Dehnungsmessstreifenelementen 180 und 182 und den jeweiligen Dehnungsmessstreifensensor-ICs 226, die an den jeweiligen gedruckten Leiterplatten 222 im Inneren der jeweiligen Verbinderbaugruppen 210 und 220 montiert sind. Ein anderer Verbinderdraht 250c erstreckt sich zwischen dem Weckschalter 230 und der Schaltverbinderbaugruppe 240.
Die Kombination aus dem Pedaldämpfungsmodul 110 bzw. dem Pedalwiderstandsmodul 160 ist dazu ausgelegt, eine zunehmende Widerstandskraft auf das Pedal 14 als Reaktion auf den Weg oder die Bewegung oder den Hub des Pedals 14 während des Betriebs eines Fahrzeugs zu erzeugen und zu generieren, um entweder die Bremsen zu betätigen und die Widerstandskraft zu erhöhen oder die Bremsen freizugeben und die Widerstandskraft zu verringern, wie durch die Linien A und B im Diagramm aus 8 dargestellt.
Die Kombination aus dem Dämpfermodul 110 und der Feder 165 des Federwiderstandsmoduls 160 erzeugt und generiert einen anfänglichen zunehmenden Widerstand oder eine anfängliche zunehmende fühlbare Kraft auf das Bremspedal 14, der/die durch den Punkt A im Diagramm aus 8 dargestellt ist. Dieser anfängliche zunehmende Widerstand oder diese anfängliche zunehmende fühlbare Kraft wird als Reaktion auf das Herunterdrücken des Pedals 14 generiert, was, wie in 6 gezeigt, zu der Vorwärtsbewegung der Halterung 122 führt, was wiederum zu der Vorwärtsbewegung des Kraftmoduls 170 führt, was wiederum zu der Vorwärtsgleitbewegung relativ zu der Hülse 130 des Dämpfermoduls 110 und der Hülse 153 führt, was wiederum zu der Vorwärtsgleitbewegung der an die Hülse 155 gekoppelten Welle 140 führt, was wiederum zu der Bewegung des Kolbens 146 in dem fluidgefüllten Innenhohlraum 134 des Dämpfermoduls 110 führt, was wiederum die anfängliche zunehmende Dämpfungswiderstandskraft gegen das Pedal 14 generiert.
Eine zusätzliche Widerstandskraft wird gegen das Pedal 14 als Ergebnis des Zusammendrückens der Feder 165 als Reaktion auf die Vorwärtsgleitbewegung der Hülse 155 generiert, die zu einer Vorwärtsbewegung des daran montierten Rings 159 führt, was die Anwendung einer Druckkraft gegen das eine Ende der Feder 165, das am Ring 159 anliegt, bewirkt, was wiederum zum Zusammendrücken der Feder 165 und zur Generierung einer Widerstandskraft gegen das Pedal 14 führt.
Das zusätzliche Herunterdrücken des Pedals 14 führt zu einer zusätzlichen Vorwärtsbewegung der Hülse 155 und der Welle 140, was zu einem zusätzlichen Zusammendrücken der Feder 165 führt und darüber hinaus zu einem anliegenden Kontakt des Endes 140b der Welle 140 mit der Kappe 163a führt, was wiederum und als Ergebnis der weiteren Vorwärtsbewegung der Hülse 155 und der Welle 140 zu einer Vorwärtsbewegung der Kappe 163a führt, was wiederum zum Zusammendrücken der Feder 164 führt, was zur Generierung einer noch weiter erhöhten Widerstandskraft gegen das Pedal 14 führt, die durch die Linie B im Diagramm aus 8 dargestellt ist.
Obwohl hierin nicht detailliert beschrieben oder gezeigt, versteht es sich, dass die Linien B und A zudem die verringerte Pedalwiderstandskraft auf das Pedal 14 darstellen, die generiert wird, wenn der Fahrzeugführer den Fußdruck vom Pedal 14 nimmt, um die Bremsen des Fahrzeugs freizugeben.
Außerdem führt die Vorwärtsbewegung der Hülse 155 zur Vorwärtsbewegung der daran montierten Verbinderbaugruppen 210 und 220 und damit zur Bewegung der an den jeweiligen gedruckten Leiterplatten 222 davon montierten Positionssensor-Hall-Effekt-ICs 224 relativ zu den jeweiligen stationären Magneten 154a und 154b an dem Magnetträger 300, was zur Erfassung der Änderungen der Stärke und/oder Richtung der Magnetfelder der jeweiligen Magneten 154a und 154b durch die jeweiligen Hall-Effekt-ICs 224 führt, was zur Generierung jeweiliger elektrischer Signale führt, die an eine Steuereinheit (nicht gezeigt) zur Messung und Bestimmung der Position der Hülse 155 und damit der Position des Pedals 14 übertragen werden.
Die Vorwärtsbewegung der Verbinderbaugruppe 210 führt zudem zur Bewegung des Reedschalters 230, was wiederum zur Aktivierung des Schalters 230 führt, was wiederum zum Wecken der jeweiligen Positionssensor-ICs 224 beim anfänglichen Herunterdrücken des Pedals 14 führt.
Darüber hinaus führt das Herunterdrücken des Pedals 14 zur Vorwärtsbewegung der Halterung 122, was wiederum dazu führt, dass die Halterung 122 eine Kraft auf die jeweiligen Dehnungsmessstreifenscheiben 180 und 182 ausübt, was wiederum zu einer Verformung oder Ablenkung der jeweiligen Scheiben 180 und 182 führt, die von einem oder mehreren Dehnungsmessstreifenelementen 180a und 182a erfasst wird, die sich auf einer oder beiden Außenflächen der Scheiben 180 und 182 befinden, was zu einer Spannungsänderung, die von den jeweiligen Dehnungsmessstreifenelementen 180a und 182a erfasst wird, und zur Generierung geeigneter elektrischer Signale führt, die an die Pedalkraftsensor-IC 224 an den jeweiligen gedruckten Leiterplattenbaugruppen 222 der jeweiligen Verbinderbaugruppen 210 und 220 übertragen werden, wobei die Signale an eine Steuereinheit (nicht gezeigt) zur Messung und Bestimmung der auf das Pedal 14 angewendeten Kraft übertragen werden. Die Pedalwiderstandsbaugruppe 100 beinhaltet aus Redundanzgründen ein Paar von Kraftsensorbaugruppen.
Die 9-19 stellen eine zweite Ausführungsform einer Fahrzeugbremspedalbaugruppe 1010 dar, in die eine Pedalwiderstandskraftbaugruppe oder ein Pedalwiderstandskraftmodul oder -element 1100 gemäß der vorliegenden Erfindung integriert ist.
Die Fahrzeugbremspedalbaugruppe 1010 beinhaltet eine Basis/Halterung 1012, ein längliches Bremspedal 1014, das zur einlegenden/bremsenden und freigebenden/nicht bremsenden Drehung und Bewegung im Uhrzeigersinn/gegen den Uhrzeigersinn relativ zu der Pedalbasis/-halterung 1012 verbunden ist. Die Pedalwiderstandsbaugruppe 1100 ist in einer Beziehung, die sich zwischen der Basis/Halterung 1012 und dem Pedal 1014 erstreckt, und insbesondere in einer Beziehung, in der eine erste Endhalterung 1122 davon an das Pedal 1014wirkgekoppelt ist und eine zweite gegenüberliegende Endhalterung 1123 an die Pedalbasis/-halterung 1012 gekoppelt ist, an die Pedalbaugruppe 101o wirkgekoppelt.
Die Pedalwiderstandsbaugruppe 1100, die im Allgemeinen die Form und Gestalt eines länglichen Hohlzylinders oder Gehäuses oder Rohrs hat, der/das anfänglich ein festes oder stationäres flüssigkeits- und luftgefülltes Dämpferpedalwiderstandskraftmodul 1110 umfasst, das dazu ausgelegt ist, eine geschwindigkeitsabhängige Kraftreaktion bereitzustellen, und ein erstes zentrales, im Allgemeinen zylindrisches, längliches, hohles Innengehäuse oder eine solche Hülse oder ein solches Rohr 1130 beinhaltet, das/die eine innere Umfangswand 1132 beinhaltet, die eine(n) innere(n) hohle(n), längliche(n), zylindrische(n) Aufnahme oder Hohlraum oder Kammer 1134 definiert und bildet und ferner gegenüberliegende Enden 1131 und 1133 definiert.
Das Gehäuse oder die Hülse 1130 und insbesondere die Umfangswand 1132 davon beinhaltet zudem eine Vielzahl von, und insbesondere in der gezeigten Ausführungsform drei, voneinander beabstandeten Durchgangslöchern oder Öffnungen 1132a, 1132b und 1133c, die sich um den Umfang der Wand 1132 herum erstrecken und radial entlang der Länge der Wand 1132 beabstandet sind.
Das Gehäuse oder die Hülse 1130 und insbesondere die Umfangswand 1132 davon beinhaltet und definiert zudem einen äußeren vertieften Umfangsbereich oder eine solche Nut 1132d in Kommunikation mit den jeweiligen Löchern oder Öffnungen 1132a, 1132b und 11 33c.
Eine erste Dichtungskappe oder -kartusche 1112 deckt und dichtet das erste Ende 1131 der Hülse 1130 des Dämpfermoduls 1110 ab. Eine zweite gegenüberliegende und beabstandete Kappe oder Kartusche 1114 deckt und dichtet das zweite Ende 1133 der Hülse 1130 des Dämpfermoduls 1110 ab. Die Halterung 1123 ist eine Einheit mit der Kappe 1114.
Der Hohlraum oder die Kammer 1134 beinhaltet einen inneren, beweglichen, im Allgemeinen zylindrischen Dichtungsstopfen oder eine solche Dichtungsmanschette oder einen solchen Floating-Tan-Kolben 1120, der/die das Innere des Hohlraums oder der Kammer 1134 in eine erste Kammersektion 1134a auf einer Seite des Stopfens oder der Manschette 1120, die ein Dämpferfluid enthält, das in einer Ausführungsform ein Gemisch aus Propylenglycol und Wasser sein kann, und eine zweite Kammersektion 1134b auf der anderen Seite des Stopfens oder der Manschette oder des Kolbens 1120, die Druckluft enthält, unterteilt.
In die Kappe oder Kartusche 1114 ist ein Schrader- oder ähnliches Luftdruckventil 1116 integriert, das für die Verbindung mit einer Druckluftquelle ausgelegt ist. Das Ventil 1116 steht mit einer Öffnung oder Leitung 1117 in Kommunikation, die im Inneren der Kappe oder Kartusche 1114 definiert ist, die wiederum mit dem Inneren der zweiten Kammersektion 1134b in Kommunikation steht und für die Zufuhr von Druckluft in das Innere der zweiten Kammersektion 1134b ausgelegt ist, wie nachstehend detaillierter erörtert.
Die Pedalwiderstandsbaugruppe 1100 umfasst ferner eine längliche Welle 140, die sich durch das Innere der Kammer 1134 des Dämpfer- oder Widerstandskraftmoduls 1110 erstreckt, und insbesondere durch das Innere der Kammersektion 1134ader Hülse 1130 des Dämpfermoduls 1110. Die Welle 1140 beinhaltet ein erstes Ende 1140a und ein gegenüberliegendes zweites Ende 1140b.
Ein Kolben 1146 erstreckt sich um das erste Ende 1140a der Welle 1140 herum und befindet sich in der Fluidhohlraumsektion 1134a der Innenkammer 1134 zwischen der Dichtungskappe 1112 und der Dichtungsmanschette oder dem Dichtungsstopfen 1120. Der Kolben 1146 ist an der Welle 1140 befestigt und kann im Inneren der Fluidhohlraumsektion 1134a der Kammer 1134 als Reaktion auf die lineare Hin- und Herbewegung der Welle 140 linear bewegt werden, wie nachstehend detaillierter erläutert.
Der Kolben 1146 beinhaltet eine Vielzahl von Rückschlagventilen 1147, die darin integriert sind und sich zwischen den gegenüberliegenden Seiten des Kolbens 1146 erstrecken und dazu ausgelegt sind, es der Flüssigkeit in der ersten Kammersektion 1134a zu ermöglichen, sich zwischen den gegenüberliegenden Seiten des Kolbens 1146 zu bewegen, wie ebenfalls nachstehend detaillierter beschrieben.
Die Pedalwiderstandsbaugruppe 1100 und insbesondere das Dämpferpedalwiderstandskraftmodul 1110 davon umfasst darüber hinaus eine zweite hohle, zylindrische oder rohrförmige stationäre oder feste Hülse oder ein solches Gehäuse 1153, die/das das Äußere der Umfangswand 1132 der Hülse 1130 des Dämpfermoduls 1110 umgibt und daran befestigt ist. Die Hülse oder das Gehäuse 1153 beinhaltet die gegenüberliegende Enden 1153a und 1153b. Das Ende 1153a der Hülse 1153 erstreckt sich vor dem Ende 1131 der Hülse 1130 und steht vor diesem hervor. Das Ende 1153b der Hülse 1153 umgibt das Ende 1133 der Hülse 1130. Die Kappe 1114 umgibt das Ende 1153bder Hülse 1153 und ist daran befestigt.
Das Ende 1153a der Hülse 1153 umgibt die erste Dichtungskappe oder -kartusche 1112, welche das erste Ende 1131 der Hülse 1130 des Dämpfermoduls 1110 abdeckt und abdichtet.
Die Hülse 1153 umgibt die Hülse 1130 und ist an dieser befestigt, und zwar in einer Beziehung, in der die in der Hülse 1130 definierte Nut 1133d und die Innenfläche der Wand der Hülse 1153 eine Fluidströmungskammer definieren, wie nachstehend detaillierter beschrieben.
Ein Paar von länglichen und diametral gegenüberliegenden Sensormagneten 1154a und 1154b befindet sich in entsprechenden Nuten, die in der Außenfläche der Wand der Hülse 1153 definiert sind. Ein Schaltmagnet 1154cbefindet sich in einer anderen Nut, die in der Außenwand der Hülse 1153 definiert ist. Der Schaltmagnet 1154c ist an der Hülse 1153 zwischen den Sensormagneten 1154a und 1154b positioniert und in einem Winkel von neunzig Grad von diesen beabstandet.
Die Pedalwiderstandsbaugruppe 1100 umfasst darüber hinaus ein Federpedalwiderstandskraftmodul 1160, das durch eine bewegliche und verschiebbare Hülse 1161 definiert ist, die ein erstes Ende 1161 a beinhaltet, welches das Ende 1153a der Hülse 1153 des Dämpfer- oder Widerstandskraftmoduls 1110 umgibt. Die Hülse 1160 definiert ein gegenüberliegendes Ende oder einen radialen Kragen oder eine Basis 1161b. Die Hülse 1161 definiert zudem eine Innenkammer oder einen Innenhohlraum 1162.
Eine zusammendrückbare und ausdehnbare Schraubenfeder 1164 befindet sich in der Innenkammer oder dem Innenhohlraum 1162. Ein erstes Ende der Feder 1164 liegt am Ende der Innenkappe 1112 an. Ein zweites Ende der Feder 1164 liegt an einer Fläche des Kragens 1160b der Hülse 1161 an. Die Feder 1164 ist als Reaktion auf das Herunterdrücken des Pedals 1014 und die daraus resultierende Bewegung der Hülsen 1161 und 1153 relativ zueinander zusammendrückbar, wie nachstehend detaillierter beschrieben.
Das Ende 1140b der Welle 1140 erstreckt sich in das Ende oder den Kragen 1160b der Hülse 1161 und ist darin befestigt.
Die Pedalwiderstandsbaugruppe 1100 umfasst darüber hinaus ein Pedalkraftmodul 1170, das an das Ende 1160b der Hülse 1161 gekoppelt ist und dieses teilweise umgibt.
Das Pedalkraftmodul 1170 beinhaltet einen äußeren Kragen oder eine Umfangswand oder Ummantelung 1171, der/die ein inneres hohles Gehäuse oder einen solchen Hohlraum 1178 definiert, in dem eine verformbare Wheatstone-Brücken-Dehnungsmessstreifenscheibe 1180 untergebracht ist, die daran montierte Dehnungsmessstreifenelemente (nicht gezeigt) beinhaltet, wie auf dem Fachgebiet bekannt.
Das Pedalkraftmodul 1170 umfasst ferner eine Innenhalterung 1174, die sich in dem Hohlraum 1178 befindet und an den Kragen 1160b der Hülse 1161 gekoppelt ist und an diesem anliegt.
Ein länglicher Stift 1176 erstreckt sich sukzessive durch das Ende 1140b der Welle 1140, den Kragen 1160b der Hülse 1160 und die Halterung 1174 des Pedalkraftmoduls 1170.
Die Halterung 1122 ist an den Kragen 1171 des Pedalkraftmoduls 1170 gekoppelt und erstreckt sich in dessen Inneres. Die Halterung 1122 beinhaltet einen nach außen hervorstehenden Stift 1188, der sich von der Halterung 1122 in das Innere des Kragens 1171, durch die Dehnungsmessstreifenscheibe 1180 und in die Innenhalterung 1174 erstreckt. Eine Vorspannkontermutter 1190 umgibt das distale Ende des Stifts 1188 und ist an dieses gekoppelt und sichert den Stift 1188 an der Halterung 1174.
So sind in der gezeigten Ausführungsform das Pedalwiderstandsmodul 1160 und das Pedalkraftmodul 1170 in einer kollinearen Beziehung entlang der Längsachse der Pedalwiderstandsbaugruppe 1100 positioniert und befinden sich an demselben distalen Ende der Pedalwiderstandsbaugruppe 1100 in einer angrenzenden kollinearen Seite-an-Seite-Beziehung mit dem Pedalwiderstandsmodul 1160, in einer angrenzenden kollinearen Seite-an-Seite-Beziehung mit dem Dämpfermodul 1110 und, insbesondere, in einer kollinearen Seite-an-Seite-Beziehung mit dem Pedalwiderstandsmodul 1160, das sich zwischen dem Pedalkraftmodul 1170 und dem Dämpfermodul 1110 der Pedalwiderstandsbaugruppe 1100 befindet.
Die Pedalwiderstandsbaugruppe 1100 umfasst darüber hinaus eine kombinierte Positions- und Kraftsensorbaugruppe 1200, die an das Äußere des Pedalwiderstandsmoduls 1160 und, insbesondere, an das Äußere der Hülse 1161 des Pedalwiderstandsmoduls 1160 gekoppelt ist und insbesondere eine Vielzahl, und insbesondere drei, Verbinderbaugruppen 1210, 1220 und 1230 umfasst, die an dem Äußeren der Hülse 1161 montiert sind.
Jede der Verbinderbaugruppen 1210 und 1220 definiert ein Gehäuse für eine gedruckte Leiterplatte 1222, die eine darauf montierte Positionssensor-Hall-Effekt-IC 1224 und Pedalkraftsensor-IC 1226 beinhaltet. Die Pedalwiderstandsbaugruppe 1110 beinhaltet ein Paar von Verbinderbaugruppen 1210 und 1220 sowie Positionssensor-Hall-Effekt-ICs und das Paar von Magneten 1154a und 1154b aus Redundanzgründen.
Die Verbinderbaugruppe 1230 definiert ein Gehäuse für einen Positionssensor-Weckschalter 1232, der in einer Ausführungsform ein Reedschalter sein kann. Der Schalter 1232 ist dazu ausgelegt ist, die jeweiligen Positionssensor-Hall-Effekt-ICs 1224 als Reaktion auf das Anwenden einer anfänglichen Bremskraft auf das Pedal 1014 zu wecken.
Die Verbinderdrähte 1250a und 1250b erstrecken sich zwischen dem Dehnungsmessstreifenelement 1180 und den jeweiligen Dehnungsmessstreifensensor-ICs 1226, die an den jeweiligen gedruckten Leiterplatten 1222 im Inneren der jeweiligen Verbinderbaugruppen 1210 und 1220 montiert sind. Ein anderes Paar von Verbinderdrähten (nicht gezeigt) erstreckt sich zwischen dem Weckschalter 1232 in der Verbinderbaugruppe 1230 und den Hall-Effekt-ICs 1224 in den jeweiligen Verbinderbaugruppen 1210 und 1220.
Die Kombination aus dem Dämpfer- und dem Widerstandsmodul 1110 bzw. 1160 ist dazu ausgelegt, eine zunehmende Widerstandskraft auf das Pedal 1014 als Reaktion auf den Weg oder die Bewegung des Pedals 1014 während des Betriebs eines Fahrzeugs zu erzeugen und zu generieren, um entweder die Bremsen zu betätigen und die Widerstandskraft zu erhöhen oder die Bremsen freizugeben und die Widerstandskraft zu verringern, wie durch das Diagramm aus 20 dargestellt.
Punkt 1 im Diagramm aus 20 stellt die Nullkraft F1 gegen das Bremspedal 1014 in der Nullweg-x1-Position des Bremspedals 1014 in der freigegebenen oder Nicht-Bremsposition des Pedals 1014, wie in 9 gezeigt, und der freigegebenen oder Nicht-Bremsposition der Pedalwiderstandskraftbaugruppe oder des Pedalwiderstandskraftmoduls oder -elements 1100, wie in 13A gezeigt, dar.
Die Kombination aus dem Dämpfermodul 1110 und der Feder 1164 des Federwiderstandsmoduls 1160 ist dazu ausgelegt, einen anfänglichen Widerstand oder eine anfängliche fühlbare Kraft F2 auf das Bremspedal 1014 zu erzeugen und zu generieren, der/die durch den Punkt 2 im Diagramm aus 20 dargestellt wird, und zwar als Reaktion auf das Herunterdrücken des Pedals 1014 und die daraus resultierende Bewegung der Pedalwiderstandskraftbaugruppe oder des Pedalwiderstandskraftmoduls oder -elements 1100 aus ihrer/seiner Position in 13A und bei Punkt 1 in seine erste teilweise eingelegte Bremspedalposition bei Bremspunkt 2 und Weg X2, wie in 14 gezeigt.
Dieser anfängliche Widerstand oder diese anfängliche fühlbare Kraft wird als Reaktion auf das Herunterdrücken des Pedals 1014 generiert, was, wie in 14 gezeigt, zu der Vorwärtsbewegung der Halterung 1122 führt, was wiederum zu der Vorwärtsbewegung des Kraftmoduls 1170 führt, was wiederum zu der Vorwärtsgleitbewegung der Hülse 1161 relativ zu den Hülsen 1130 und 1153 des Dämpfermoduls 1110 führt, was wiederum zu der Vorwärtsgleitbewegung der an die Hülse 1161 gekoppelten Welle 1140 führt, was wiederum zu der Bewegung des Kolbens 1146 in dem fluidgefüllten Innenhohlraum 1134 des Dämpfermoduls 1110 führt, was wiederum die anfängliche Dämpfungswiderstandskraft gegen das Pedal 1014 generiert.
Eine anfängliche Federwiderstandskraft wird zudem gegen das Pedal 1014 als Ergebnis des Zusammendrückens der Feder 1164 als Reaktion auf die Vorwärtsgleitbewegung der Hülse 1161 generiert.
Das zusätzliche Herunterdrücken des Pedals 1014 und die daraus resultierende Bewegung der Pedalwiderstandskraftbaugruppe oder des Pedalwiderstandskraftmoduls oder -elements 1100 aus ihrer/seiner Position in 14 und bei Punkt 2 zu ihrer/seiner eingelegten Bremspedalposition in 15 und bei Punkt 3 mit der Kraft F3 gegen das Bremspedal 1014 und dem Weg X3 führt zu einer zusätzlichen Erhöhung der Pedalwiderstandskraft gegen das Pedal 1014, wie in 20 gezeigt.
Insbesondere, und unter Bezugnahme auf die 14 und 15, führt die zusätzliche Vorwärtsbewegung der Hülse 1161 zu einem zusätzlichen Zusammendrücken der Feder 1164, waszur Anwendung einer zusätzlichen Federwiderstandskraft gegen das Pedal 1014 führt.
Die zusätzliche Vorwärtsbewegung der Hülse 1160 führt zudem zu der zusätzlichen Vorwärtsbewegung der Welle 1140, was zu der zusätzlichen Vorwärtsbewegung des Kolbens 1146 in dem fluidgefüllten Innenhohlraum 1134 des Dämpfermoduls 1110 führt, was wiederum eine zusätzliche Dämpfungswiderstandskraft gegen das Pedal 1014 generiert und erzeugt.
Unter Bezugnahme auf 17 versteht es sich zudem, dass die Bewegung des Kolbens 1146 zwischen den Positionen aus 13A und 15 zu der Bewegung des Fluids aus dem Abschnitt der Kammer 1134, der sich vor dem Kolben 1146 befindet, durch die jeweiligen Löcher 1132a, b, c und die Kammer 1132d und in den Abschnitt des Kammerhohlraums 1134, der sich hinter dem Kolben 1146 befindet, führt, und zwar zum Zwecke des Ermöglichens eines Ausgleichs des Fluidvolumens im Inneren der Kammer 1134 als Reaktion auf die Bewegung des Kolbens 1146 in der Kammer 1134.
Das noch weitere Herunterdrücken des Pedals 1014 und die daraus resultierende Bewegung der Pedalwiderstandskraftbaugruppe oder des Pedalwiderstandskraftmoduls oder -elements 1100 aus ihrer/seiner Position in 15 und bei Punkt 3 zu ihrer/seiner Bremspedalposition in 16 und bei Punkt 4 mit der Kraft F4 gegen das Bremspedal 1014 und dem Weg X4 führt zu einer noch weiteren Erhöhung der Pedalwiderstandskraft gegen das Pedal 1014, wie in 20 gezeigt.
Insbesondere, und unter Bezugnahme auf die 15 und 16, führt die noch weitere Vorwärtsbewegung der Hülse 1160 zu einem noch weiteren Zusammendrücken der Feder 1164, was zur Anwendung einer noch weiteren zusätzlichen Federwiderstandskraft gegen das Pedal 1014 führt.
Die noch weitere zusätzliche Vorwärtsbewegung der Hülse 1161 führt zudem zu der noch weiteren zusätzlichen Vorwärtsbewegung der Welle 1140, was zu der zusätzlichen Vorwärtsbewegung des Kolbens 1146 in dem fluidgefüllten Innenhohlraum 1134 des Dämpfermoduls 1110 führt, was wiederum eine noch weitere zusätzliche Dämpfungswiderstandskraft gegen das Pedal 1014 generiert und erzeugt.
Wie in den 14-16 gezeigt, führt die Vorwärtsbewegung des Kolbens 1146 innerhalb der Kammer 1134 zum Blockieren sukzessiver der Fluidlöcher 1132b und 1132c, die in der Wand 1132 der Hülse 1130 definiert sind, was wiederum zu einem Druckaufbau des Fluids in der Kammer 1134 führt, was wiederum zu der Vorwärtsbewegung des zweiten Kolbens 1120 in der Kammer 1134 führt, was wiederum zu einer Erhöhung des Drucks der Luft führt, die sich in der Kammersektion 1134b der Kammer 1134 befindet, was wiederum zu einer weiteren zusätzlichen Erhöhung der Dämpfungswiderstandskraft gegen das Pedal 1014 führt.
Obwohl hierin nicht detailliert beschrieben oder gezeigt, versteht es sich, dass die Punkte 4, 3, 2 und 1 in 20 zudem die verringerte Pedalwiderstandskraft auf das Pedal 1014 darstellen, die generiert wird, wenn der Fahrzeugführer den Fußdruck vom Pedal 1014 nimmt, um die Bremsen des Fahrzeugs freizugeben.
In dieser Hinsicht versteht es sich, dass die Entfernung des Fußdrucks vom Pedal 1014 zu der Rückwärtsbewegung des Kolbens 1146 in der Kammer 1134 aus seiner Position in 16 zurück in seine Position in 13A führt, was zu der Bewegung der Kolbenrückschlagventile aus ihrer geschlossenen Position in 18 in ihre offene Position in 19 führt, in der es dem Fluid, das sich im hinteren Abschnitt der Kammer 1134 befindet, ermöglicht wird, durch die Rückschlagventile 1147 und zurück in den vorderen Abschnitt der Kammer 1134 zu strömen.
Es versteht sich außerdem und unabhängig, dass die Vorwärtsbewegung der Hülse 1160 zur Vorwärtsbewegung der daran montierten Verbinderbaugruppen 1210 und 1220 und damit zur Bewegung der an den jeweiligen gedruckten Leiterplatten 1222 montierten Positionssensor-Hall-Effekt-ICs 1224 relativ zu den jeweiligen stationären Magneten 1154a und 1154b führt, was zur Erfassung der Änderungen der Stärke und/oder Richtung der Magnetfelder der jeweiligen Magneten 1154a und 1154b durch die jeweiligen Hall-Effekt-ICs 1224 führt, was zur Generierung jeweiliger elektrischer Signale führt, die an eine Steuereinheit (nicht gezeigt) zur Messung und Bestimmung der Position der Hülse 1155 und damit der Position des Pedals 1014 übertragen werden.
Die Vorwärtsbewegung der Verbinderbaugruppe 1230 führt zudem zur Bewegung des Reedschalters 1232 relativ zu dem Schaltmagnet 1154c, was wiederum zur Aktivierung des Schalters 1232 führt, was wiederum zum Wecken der jeweiligen Positionssensor-ICs 1224 beim anfänglichen Herunterdrücken des Pedals 1014 führt.
Darüber hinaus führt das Herunterdrücken des Pedals 1014 zur Vorwärtsbewegung der Halterung 1122, was wiederum zur Anwendung einer Kraft auf die Dehnungsmessstreifenscheibe 1180 führt, was wiederum zu einer Verformung oder Ablenkung der Scheibe 1180 führt, die von einem oder mehreren Dehnungsmessstreifenelementen 1180a erfasst wird, die sich auf einer oder beiden Außenflächen der Scheibe 1180 befinden, was zu einer Spannungsänderung, die von den jeweiligen Dehnungsmessstreifenelementen 1180a erfasst wird, und zur Generierung geeigneter elektrischer Signale führt, die an die Pedalkraftsensor-IC 1224 an den jeweiligen gedruckten Leiterplattenbaugruppen 1222 der jeweiligen Verbinderbaugruppen 1210 und 1220 übertragen werden, wobei die Signale an eine Steuereinheit (nicht gezeigt) zur Messung und Bestimmung der auf das Pedal 1014 angewendeten Kraft übertragen werden. Die Pedalwiderstandsbaugruppe 1100 beinhaltet aus Redundanzgründen ein Paar von Kraftsensorbaugruppen.
Zahlreiche Variationen und Modifikationen der Ausführungsformen der Pedalwiderstandsbaugruppe und der Pedalkraft-/Positionssensoren der vorliegenden Erfindung, wie vorstehend beschrieben, können vorgenommen werden, ohne von Geist und Umfang der neuen Merkmale der Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass keine Einschränkungen hinsichtlich der hierin veranschaulichten Ausführungsformen vorgesehen oder abzuleiten sind. Selbstverständlich ist beabsichtigt, dass sämtliche dieser Modifikationen, die in den Umfang der Ansprüche fallen, durch die beigefügten Ansprüche abgedeckt sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 62/845401 [0001]
US 62/992944 [0001]
US 16/439822 [0002]
US 15/876772 [0002]
US 10343657 [0002]

Claims

Bremspedalbaugruppe, umfassend: ein Pedal; und ein Pedalwiderstandskraftelement, das an das Pedal wirkgekoppelt ist und Folgendes beinhaltet: ein Dämpferpedalwiderstandskraftmodul, das einen inneren fluidgefüllten Hohlraum definiert; eine Welle, die sich durch das Dämpfermodul erstreckt und einen daran montierten Kolben enthält und durch den fluidgefüllten Hohlraum bewegt werden kann, um eine Dämpferwiderstandskraft zu erzeugen; ein Federpedalwiderstandskraftmodul, das dazu ausgelegt ist, eine Federpedalwiderstandskraft zu erzeugen; ein Pedalkrafterfassungsmodul, das an dem Pedalwiderstandskraftelement montiert ist; einen Pedalpositionssensor, der an dem Pedalwiderstandskraftelement montiert ist; und einen Pedalkraftsensor, der an dem Pedalwiderstandskraftelement montiert ist.
Bremspedalbaugruppe nach Anspruch 1, wobei sich das Federpedalwiderstandskraftmodul und die Pedalkrafterfassungsmodule an gegenüberliegenden Enden des Pedalwiderstandskraftelements befinden.
Bremspedalbaugruppe nach Anspruch 1, wobei sich das Federpedalwiderstandskraftmodul und die Pedalkrafterfassungsmodule an demselben Ende des Pedalwiderstandskraftelements befinden.
Bremspedalbaugruppe nach Anspruch 1, wobei das Pedalwiderstandskraftelement eine bewegliche Hülse und eine feste Hülse beinhaltet, wobei sich die bewegliche Hülse als Reaktion auf die Bewegung des Pedals bewegt, wobei die Welle an die bewegliche Hülse wirkgekoppelt ist und als Reaktion auf die Bewegung der beweglichen Hülse bewegt werden kann, wobei das Federpedalwiderstandskraftmodul an die feste Hülse gekoppelt ist und eine erste und eine zweite Feder beinhaltet, die als Reaktion auf die Bewegung und den Kontakt mit der Hülse bzw. der Welle zusammengedrückt werden können, um die Federpedalwiderstandskraft zu erzeugen.
Bremspedalbaugruppe nach Anspruch 4, wobei das Pedalkrafterfassungsmodul an die bewegliche Hülse gekoppelt ist.
Bremspedalbaugruppe nach Anspruch 1, wobei das Pedalwiderstandskraftelement eine bewegliche Hülse und eine feste Hülse beinhaltet, wobei sich die bewegliche Hülse als Reaktion auf die Bewegung des Pedals bewegt, wobei die Welle an die bewegliche Hülse wirkgekoppelt ist und als Reaktion auf die Bewegung der beweglichen Hülse bewegt werden kann, wobei das Federpedalwiderstandskraftmodul an die bewegliche Hülse gekoppelt ist und eine erste Feder beinhaltet, die als Reaktion auf die Bewegung der beweglichen Hülse zusammengedrückt werden kann, um die Federpedalwiderstandskraft zu erzeugen.
Bremspedalbaugruppe nach Anspruch 6, wobei das Pedalkrafterfassungsmodul an die bewegliche Hülse gekoppelt ist.
Bremspedalbaugruppe nach Anspruch 1, wobei das Pedalkrafterfassungsmodul eine ablenkbare Dehnungsmessstreifenplatte mit einem verformbaren Dehnungsmessstreifenelement beinhaltet, wobei die Dehnungsmessstreifenplatte abgelenkt werden kann und das Dehnungsmessstreifenelement verformt werden kann, und zwar als Reaktion auf die Anwendung einer Kraft auf die Dehnungsmessstreifenplatte.
Bremspedalbaugruppe nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Halterung, die an das Pedal gekoppelt ist und sich in das Pedalkrafterfassungsmodul und in Kontakt mit dem ablenkbaren Dehnungsmessstreifen erstreckt, wobei die Halterung dazu ausgelegt ist, als Reaktion auf die Bewegung des Pedals eine Kraft auf den ablenkbaren Dehnungsmessstreifen auszuüben.
Bremspedalbaugruppe nach Anspruch 1, wobei ein Magnet an die stationäre Hülse gekoppelt ist, wobei der Pedalpositionssensor einen Hall-Effekt-Sensor umfasst, der an der beweglichen Hülse montiert ist und dazu ausgelegt ist, um Änderungen in dem durch den Magneten erzeugten Magnetfeld zu erfassen, um die Position des Pedals als Reaktion auf die Bewegung des Hall-Effekt-Sensors relativ zu dem Magneten zu bestimmen.
Pedalwiderstandskraftelement für ein Bremspedal und umfassend: ein Dämpferpedalwiderstandskraftmodul, das einen inneren fluidgefüllten Hohlraum definiert; eine Welle, die sich durch das Dämpfermodul erstreckt und einen daran montierten Kolben enthält und durch den fluidgefüllten Hohlraum bewegt werden kann, um eine Dämpferwiderstandskraft zu erzeugen; ein Federpedalwiderstandskraftmodul, das dazu ausgelegt ist, eine Federpedalwiderstandskraft zu erzeugen; ein Pedalkrafterfassungsmodul, das an dem Pedalwiderstandskraftelement montiert ist; einen Pedalpositionssensor, der an dem Pedalwiderstandskraftelement montiert ist; und einen Pedalkraftsensor, der an dem Pedalwiderstandskraftelement montiert ist.
Pedalwiderstandskraftelement nach Anspruch 11, wobei sich das Federpedalwiderstandskraftmodul und die Pedalkrafterfassungsmodule an gegenüberliegenden Enden des Pedalwiderstandskraftelements befinden.
Pedalwiderstandskraftelement nach Anspruch 11, wobei sich das Federpedalwiderstandskraftmodul und die Pedalkrafterfassungsmodule an demselben Ende des Pedalwiderstandskraftelements befinden.
Pedalwiderstandskraftelement nach Anspruch 11, beinhaltend eine bewegliche Hülse und eine feste Hülse, wobei sich die bewegliche Hülse als Reaktion auf die Bewegung des Pedals bewegt, wobei die Welle an die bewegliche Hülse wirkgekoppelt ist und als Reaktion auf die Bewegung der beweglichen Hülse bewegt werden kann, wobei das Federpedalwiderstandskraftmodul an die feste Hülse gekoppelt ist und eine erste und eine zweite Feder beinhaltet, die als Reaktion auf die Bewegung und den Kontakt mit der Hülse bzw. der Welle zusammengedrückt werden können, um die Federpedalwiderstandskraft zu erzeugen.
Pedalwiderstandskraftelement nach Anspruch 14, wobei das Pedalkrafterfassungsmodul an die bewegliche Hülse gekoppelt ist.
Pedalwiderstandskraftelement nach Anspruch 11, wobei das Pedalwiderstandskraftelement eine bewegliche Hülse und eine feste Hülse beinhaltet, wobei sich die bewegliche Hülse als Reaktion auf die Bewegung des Pedals bewegt, wobei die Welle an die bewegliche Hülse wirkgekoppelt ist und als Reaktion auf die Bewegung der beweglichen Hülse bewegt werden kann, wobei das Federpedalwiderstandskraftmodul an die bewegliche Hülse gekoppelt ist und eine erste Feder beinhaltet, die als Reaktion auf die Bewegung der beweglichen Hülse zusammengedrückt werden kann, um die Federpedalwiderstandskraft zu erzeugen.
Pedalwiderstandskraftelement nach Anspruch 16, wobei das Pedalkrafterfassungsmodul an die bewegliche Hülse gekoppelt ist.
Pedalwiderstandskraftelement nach Anspruch 11, wobei das Pedalkrafterfassungsmodul eine ablenkbare Dehnungsmessstreifenplatte mit einem verformbaren Dehnungsmessstreifenelement beinhaltet, wobei die Dehnungsmessstreifenplatte abgelenkt werden kann und das Dehnungsmessstreifenelement verformt werden kann, und zwar als Reaktion auf die Anwendung einer Kraft auf die Dehnungsmessstreifenplatte.
Pedalwiderstandskraftelement nach Anspruch 11, ferner umfassend eine Halterung, die an ein Pedal gekoppelt ist und sich in das Pedalkrafterfassungsmodul und in Kontakt mit dem ablenkbaren Dehnungsmessstreifen erstreckt, wobei die Halterung dazu ausgelegt ist, als Reaktion auf die Bewegung des Pedals eine Kraft auf den ablenkbaren Dehnungsmessstreifen auszuüben.
Pedalwiderstandskraftelement nach Anspruch 11, wobei ein Magnet an die stationäre Hülse gekoppelt ist, wobei der Pedalpositionssensor einen Hall-Effekt-Sensor umfasst, der an der beweglichen Hülse montiert ist und dazu ausgelegt ist, um Änderungen in dem durch den Magneten erzeugten Magnetfeld zu erfassen, um die Position des Pedals als Reaktion auf die Bewegung des Hall-Effekt-Sensors relativ zu dem Magneten zu bestimmen.