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Dokumentenidentifikation DE10145972B4 09.10.2008
Titel Hydraulisches Bremsgerät für ein Fahrzeug
Anmelder Aisin Seiki K.K., Kariya, Aichi, JP
Erfinder Nishii, Michiharu, Toyota, Aichi, JP;
Ishida, Satoshi, Chiryu, Aichi, JP;
Oishi, Masaki, Toyota, Aichi, JP
Vertreter TBK-Patent, 80336 München
DE-Anmeldedatum 18.09.2001
DE-Aktenzeichen 10145972
Offenlegungstag 04.04.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 09.10.2008
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.10.2008
IPC-Hauptklasse B60T 13/128(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Bremsgerät für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 wird von einem Bremsgerät ausgegangen, wie es in der DE 197 31 962 C2 beschrieben ist. Aus dieser Druckschrift ist konkret ein Bremskraftverstärker bekannt, bestehend aus einem Hauptzylinder, in dem ein Hauptkolben unter Ausbildung einer ersten Druckkammer und ein Kraftkolben unter Ausbildung einer zweiten Druckkammer an der Hinterseite des Hauptkolbens gelagert sind. Der Kraftkolben bildet zwischen sich und dem Hauptzylinder eine erste Servokammer aus. Des Weiteren ist eine hydraulischen Hilfsdruckquelle vorgesehen zum Abgeben eines hydraulischen Servodrucks an die Servokammer. Für eine Regelung des Servodrucks innerhalb der Servokammer ist in dem Kraftkolben ein Ventilkolben angeordnet, der je nach Stellung des Kraftkolbens die Servokammer mit der Atmosphäre oder der Hilfsdruckquelle verbindet.

Um eine Betätigung des Bremskraftverstärkers unabhängig vom Bremspedal zu ermöglichen ist eine zweite Servokammer zwischen einem weiteren Hilfskolben und dem Hauptzylinder vorgesehen. Wird diese mit Hydraulikdruck aus der Hilfsdruckquelle beaufschlagt, wird der Hilfskolben gegen den Kraftkolben gedrückt, worauf dieser verschoben wird, solange, bis der Ventilkolben eine Verbindung zwischen der ersten Servokammer und der Hilfsdruckquelle freigibt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Bremskraftverstärker so weiter zu bilden, dass dieser kleinere Abmessungen annimmt.

Diese Aufgabe wird durch ein hydraulisches Bremsgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung besteht gemäß dem Patentanspruch 1 darin, den Ventilkolben selbst mit einem abgestuften Abschnitt zu versehen, um diesen relativ zu dem Kraftkolben zu verschieben. Durch diese Maßnahme erübrigt sich die Anordnung eines Hilfskolbens unter Ausbildung einer zweiten Servokammer, wodurch der gesamte Bremskraftverstärker gegenüber dem Stand der Technik kleiner baut.

Konkreter ausgedrückt schafft die vorliegende Erfindung gemäß einem ersten Gesichtspunkt ein Bremsgerät für ein Fahrzeug mit:

einem Hauptzylinder, der einen Hauptkolben vorwärts bewegt in Abhängigkeit von einer Betätigung eines Bremsbetätigungselements, um einen abzugebenden Bremsfluiddruck aufzubauen;

einem Kraftkolben, der bei einem rückwärtigen Abschnitt des Hauptkolbens platziert ist, um eine Servokammer zu definieren, wobei der Kraftkolben vorwärts bewegt wird durch einen hydraulischen Druck in der Servokammer zum Vorwärtsbewegen des Hauptkolbens;

einer hydraulischen Hilfsdruckquelle zum Abgeben eines hydraulischen Servodrucks durch Aufbauen eine Drucks in dem Bremsfluid, das von dem Behälter zugeführt wird; und

einer Druckeinstellvorrichtung, die mit der hydraulischen Hilfsdruckquelle und dem Behälter verbunden ist, um den hydraulischen Servodruck auf einen Wert einzustellen, der von der hydraulischen Hilfsdruckquelle abgegeben wird, und den eingestellten hydraulischen Servodruck zu der Servokammer zuzuführen,

wobei die Druckeinstellvorrichtung eine Ventilvorrichtung und eine Antriebsvorrichtung umfasst,

wobei die Ventilvorrichtung in dem Kraftkolben vorgesehen ist und ein Umschalten bewirkt in Abhängigkeit von zumindest der Betätigung des Bremsbetätigungselements zwischen einer ersten Position, bei der die Servokammer mit Atmosphärendruck beaufschlagt wird, und einer zweiten Position, bei der die Servokammer in Fluidverbindung gebracht wird mit der hydraulischen Hilfsdruckquelle,

wobei die Antriebsvorrichtung die Ventilvorrichtung hydraulisch antreibt unabhängig von der Betätigung des Bremsbetätigungselements,

wobei die Antriebsvorrichtung beim Aufbringen des hydraulischen Drucks die Ventilvorrichtung zu der zweiten Position umschaltet und den Kraftkolben zum Vorwärtsbewegen drängt ohne Übertragen der resultierenden Kraft auf das Bremsbetätigungselement gegen eine Reaktionskraft auf dem Kraftkolben, die von dem hydraulischen Druck herrührt, der von dem Hauptkolben abgegeben wird, wobei die Antriebsvorrichtung beim Aufbringen keines hydraulischen Drucks die Ventilvorrichtung bei der ersten Position beibehält.

Ein zweiter Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines hydraulischen Bremsgeräts, dessen Kern die Abwandlung der Struktur des ersten Gesichtspunkts ist, wobei die Ventilvorrichtung einen Kolben umfasst, der in der axialen Richtung in dem Kraftkolben beweglich ist, wobei die Servokammer so aufgebaut ist, dass sie sich in Fluidverbindung mit der Hilfsdruckquelle und dem Behälter befindet, wenn der Kolben sich jeweils in der vorderen oder zurückgezogenen Position gegenüber dem Kraftkolben befindet, wobei der Kolben vorwärts bewegt wird, wenn die Antriebsvorrichtung mit hydraulischem Druck beaufschlagt wird.

Ein dritter Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines hydraulischen Bremsgeräts, dessen Kern die Abwandlung der Struktur des zweiten Gesichtspunkts ist, wobei die Antriebsvorrichtung die Gestalt eines abgestuften Abschnitts hat, der bei einer Außenfläche des Kolbens ausgebildet ist, wobei der abgestufte Abschnitt derart aufgebaut ist, dass eine rückwärtige Seite des abgestuften Abschnitts einen hydraulischen Druck in dem Kraftkolben aufnehmen kann.

Ein vierter Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines hydraulischen Bremsgeräts, dessen Kern die Abwandlung der Struktur des ersten Gesichtspunkts ist, wobei der auf die Antriebsvorrichtung aufzubringende hydraulische Druck ein hydraulischer Druck ist, der von der hydraulischen Hilfsdruckquelle abgegeben wird.

Ein fünfter Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines hydraulischen Bremsgeräts, dessen Kern die Abwandlung der Struktur des vierten Gesichtspunkts ist, wobei eine elektromagnetische Ventilvorrichtung gesteuert wird, die zwischen der hydraulischen Hilfsdruckquelle und der Antriebsvorrichtung angeordnet ist, um den hydraulischen Druck auf einen Solldruckwert zu regulieren, der von der hydraulischen Hilfsdruckquelle auf die Antriebsvorrichtung aufzubringen ist.

Ein sechster Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines hydraulischen Bremsgeräts, dessen Kern die Abwandlung der Struktur des ersten Gesichtspunkts ist, wobei der Hauptkolben und der Kraftkolben in einem Zylinder untergebracht sind, wobei der Zylinder im Inneren mit einem Kanal versehen ist, der eine Fluidverbindung zwischen der Servokammer und einer Druckkammer einrichtet, die zwischen dem Hauptkolben und dem Kraftkolben definiert ist, wobei der Kanal mit einem gewöhnlich offenen Differenzdruckventil versehen ist, das in Abhängigkeit von einem Druckanstieg in der Servokammer geschlossen wird.

Ein siebter Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines hydraulischen Bremsgeräts, dessen Kern die Abwandlung der Struktur des dritten Gesichtspunkts ist durch Hinzufügen eines Eingangselements und einer aus Gummi hergestellten Reaktionsscheibe,

wobei das Eingangselement in dem Kraftkolben bei einer rückwärtigen Seite des Kolbens bewegt wird zum Übertragen der Betätigung des Bremsbetätigungselements auf den Kolben,

wobei die aus Gummi hergestellte Reaktionsscheibe in dem Kraftkolben an einer vorderen Seite des Kolbens angeordnet ist zum Übertragen einer Reaktionskraft von dem Kraftkolben auf den Kolben, wenn das Bremsbetätigungselement betätigt wird.

Ein achter Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines hydraulischen Bremsgeräts, dessen Kern die Abwandlung der Struktur des siebten Gesichtspunkts ist durch Hinzufügen eines Tauchkolbens, der zwischen dem Kolben und der aus Gummi hergestellten Reaktionsscheibe gleitfähig angeordnet ist, wobei der Tauchkolben in einem Raum untergebracht ist, der sich in Fluidverbindung mit dem Behälter befindet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert.

1 stellt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hydraulischen Bremsgeräts für ein Fahrzeug dar,

2 stellt eine Schnittansicht eines hydraulischen Druckunterstützungsabschnitts des in 1 gezeigten hydraulischen Bremsgeräts dar, während kein Bremsvorgang durchgeführt wird,

3 stellt eine Schnittansicht eines hydraulischen Druckunterstützungsabschnitts des in 1 gezeigten hydraulischen Bremsgeräts dar während eines automatischen Bremsvorgangs und

4 stellt einen Verlauf dar, der die hydraulische Druckcharakteristik repräsentiert, die zu dem in 1 gezeigten hydraulischen Bremsgerät gehört während eines automatischen Bremsvorgangs im Vergleich mit dem herkömmlichen Gerät.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hydraulischen Bremsgeräts für ein Fahrzeug unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben.

Zuallererst ist in 1 und 2 ein hydraulisches Bremsgerät für ein Fahrzeug dargestellt, das aufgebaut ist, um einen Bremsfluiddruck auf jeden (nicht gezeigten) Radzylinder aufzubringen, die an (nicht gezeigten) Straßenrädern jeweils auf eine derartige Weise vorgesehen sind, dass beim Aufbringen einer Niederdrückkraft auf ein Bremspedal 2 die resultierende Kraft mittels einer Eingangsstange 3 auf einen hydraulischen Druckunterstützungsabschnitt HP zum entsprechenden Verstärken übertragen wird, wodurch ein Bremsfluiddruck von einem Hauptbremszylinder abgegeben wird, der sich in Fluidverbindung mit den Radzylindern befindet. Es soll beachtet werden, dass 1 eine Gesamtstruktur des hydraulischen Bremsgeräts darstellt und 2 eine vergrößerte Struktur des hydraulischen Druckunterstützungsabschnitts HP, wenn sich das hydraulische Bremsgerät in seiner Anfangsposition befindet (das heißt in Ruhe).

Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst das hydraulische Bremsgerät einen Hauptzylinder 1, in dem eine Zylinderbohrung 1a und eine Zylinderbohrung 1b ausgebildet sind, die einen größeren Durchmesser als die Zylinderbohrung 1a hat. In den Zylinderbohrungen 1a und 1b sind jeweils ein Hauptkolben 10 und ein Kraftkolben 5 gleitfähig eingepasst, die in Reihe angeordnet sind. Der Hauptzylinder 1 ist mit einem Fluidzufuhranschluss 1i, einem Fluidzufuhranschluss 1j, einem Abgabeanschluss 1k und einem Abgabeanschluss in ausgebildet. Der Abgabeanschluss 1k und der Abgabeanschluss in befinden sich in Fluidverbindung mit jeweils einer ersten Druckkammer R1 und einer zweiten Druckkammer R2, die später detailliert erläutert werden. Der Abgabeanschluss 1k und der Abgabeanschluss 1n befinden sich auch in Fluidverbindung mit den jeweiligen (nicht gezeigten) Radzylindern der Vorderräder bzw. mit den (nicht gezeigten) Radzylindern der Hinterräder.

An einer Vorderseite des Hauptzylinders 1 sind ein Paar axial beabstandeter kalottenförmiger Dichtungselemente S1 und S2 untergebracht, die aus Gummi hergestellt sind, die dem Stützen des Hauptkolbens 10 in dem Hauptzylinder 1 auf eine gleitfähige und fluiddichte Weise dienen. In dem Hauptzylinder 1 ist an einer Vorderseite des Hauptkolbens 10 eine erste Druckkammer R1 definiert. In dem Hauptzylinder 1 ist auf einer Rückseite des Hauptkolbens 10 der Kraftkolben 5 derart eingepasst, dass der Kraftkolben 5 durch eine rückseitige Öffnung 1c des Hauptzylinders 1c gestützt ist auf eine gleitfähige und fluiddichte Weise, wodurch eine zweite Druckkammer R2 definiert ist zwischen dem Hauptkolben 10 und dem Kraftkolben 5.

Wie in 1 dargestellt ist, ist eine komprimierte Feder 11 zwischen einer fernen Endwand des Hauptzylinders 1 und einem Boden einer Vertiefung des Hauptkolbens 10 eingefügt, die den Hauptkolben 10 in eine Richtung rückwärts drängt. Bei einem fernen Ende des Hauptkolbens 10 ist ein nach außen gebogener Eingriffsabschnitt 10f ausgebildet, der sich in Eingriff mit einem abgestuften Abschnitt befindet, der innerhalb des Hauptzylinders 1 auf eine sperrende Weise ausgebildet ist, wodurch eine Position eines hinteren Endes des Hauptkolbens 10 begrenzt ist. Der Hauptkolben 10 ist so konfiguriert, dass er eine Öffnung 10e und einen Zufuhranschluss 1i in seinem Mantelabschnitt derart bildet, dass die erste Druckkammer R1 in einer Fluidverbindung mit einem Behälter RS steht, wenn der Hauptkolben 1 sich in Ruhe oder bei seiner hinteren Endposition befindet.

Wie andererseits in 2 dargestellt ist, hat der Kraftkolben 5 ein Paar axial beabstandeter einstückiger vorderer und hinterer Stege 5x und 5y, die jeweils mit aus Gummi hergestellten Dichtungselementen S3 und S5 versehen sind. Innerhalb des Hauptzylinders 1 ist ein aus Gummi hergestelltes Dichtungselement 4 vorgesehen, das zwischen dem vorderen Dichtungselement 3 und dem hinteren Dichtungselement S5 platziert ist. Außerdem sind innerhalb der Rückseite des Hauptzylinders 1 ein Paar axial beabstandeter kalottenförmiger aus Gummi hergestellter Dichtungselemente S6 und S7 starr vorgesehen. Die Dichtungselemente S6 und S7, eine Innenfläche des Hauptzylinders 1 und eine Außenfläche des Kraftkolbens 5 definieren eine ringförmige Kammer R6. Es soll beachtet werden, dass, obwohl für die tatsächliche Produktion der vorstehend beschriebenen Vorrichtung der Hauptzylinder 1 durch mehrere Zylinder aufgebaut ist und der Kraftkolben 5 in zwei Stücke geteilt werden muss, sowohl der Hauptzylinder 1 als auch der Kraftkolben 5 als ein einstückiges Element dargestellt sind aufgrund eines Abstrahierens der Gestaltung für ein einfacheres Verstehen des Konzepts.

Zwischen den Dichtungselementen S2 und S3, zwischen den Dichtungselementen S3 und S5 und zwischen den Dichtungselementen S5 und S6 sind die zweite Druckkammer R2, eine ringförmige Kammer R3, eine ringförmige Kammer R4 und eine Servokammer R5 definiert. Der Kraftkolben 5 hat eine vordere Vertiefung 5a und einen fortlaufend oder kontinuierlich abgestuften hohlen Abschnitt 5b. Der Kraftkolben 5 ist im Inneren mit Öffnungen 5e, 5f, 5g, 5h und 5d ausgebildet, durch die der hohle Abschnitt 5b in Fluidverbindung mit der ringförmigen Kammer R3, der ringförmigen Kammer R4, der Servokammer R5 und der ringförmigen Kammer R6 jeweils gebracht wird.

Bei einem rückwärtigen Abschnitt des hohlen Abschnitts 5b ist ein Eingangselement 4, an dem ein aus Gummi hergestelltes Dichtungselement S8 vorgesehen ist, gleitfähig auf eine fluiddichte Weise eingepasst. Ein rückwärtiges Ende des Eingangselements 4 ist mit einer Eingangsstange auf eine Kugelgelenkweise gekoppelt. In dem Eingangselement 4 sind eine axial sich erstreckende Öffnung 4c und eine radial sich erstreckende Öffnung 4d ausgebildet, die in Fluidverbindung miteinander stehen. Die Öffnung 4d steht in Fluidverbindung mit einem Ablassanschluss 1d über eine ringförmige Nut 4e, die Öffnung 5d des Kraftkolbens 5 und die ringförmige Nut R6. In dem hohlen Abschnitt 5b bei einer Vorderseite des Eingangselements 4 ist ein Kolben 6 gleitfähig sowie mittels eines Dichtungselements S9 auf eine fluiddichte Weise eingepasst. Bei einer Vorderseite des Kolbens 4 ist ein Tauchkolben 7 auf eine gleitfähige Weise eingepasst. In der Vertiefung 5a des Kraftkolbens 5 ist eine Reaktionsgummischeibe 8 untergebracht oder eingesetzt, die als ein elastisches Element für die Reaktionskraftübertragung dient. In der Vertiefung 5a bei einer Vorderseite der Reaktionsgummischeibe 8 ist ein Druckaufnahmeelement 9 untergebracht, das an der Reaktionsgummischeibe 8 anliegt. Eine Feder 12 ist zwischen der Reaktionsgummischeibe 8 und dem Druckaufnahmeelement 9 angeordnet zum Einrichten einer direkten Kraftübertragung dazwischen. Es soll beachtet werden, dass sich das Gerät wie in 1 und 2 gezeigt in Ruhe befindet, wobei ein kleines Spiel ausgebildet ist zwischen der Reaktionsgummischeibe 8 und einer fernen Endfläche (einer vorderen Endfläche) des Tauchkolbens 7.

Wie in 2 auf eine vergrößerte Art dargestellt ist, ist der Kolben 6 im Inneren mit einer axial sich erstreckenden Öffnung 6c ausgebildet. Der Kolben 6 ist an seiner Außenfläche mit einem abgestuften Abschnitt 6e ausgebildet. Eine Außenfläche eines kleindurchmessrigen Abschnitts des Kolbens 6 ist mit ringförmigen Nuten 6f und 6g ausgebildet. Darüber hinaus ist der Kolben 6 mit einer radial sich erstreckenden Öffnung 6h ausgebildet, durch die die Öffnung 6c in einer Fluidverbindung mit der ringförmigen Nut 6g steht. Während sich das Gerät in 2 in Ruhe befindet, liegen die ringförmigen Nuten 6f und 6g Öffnungen 5g und 5h jeweils gegenüber und die Servokammer R steht in einer Fluidverbindung mit der Öffnung 6c über die ringförmige Nut 6g und die Öffnung 6h. Wenn der Kolben 6 sich vorwärts bewegt oder sich in der Richtung nach links bewegt, wird die Fluidverbindung zwischen der Servokammer 5 und der Öffnung 6c unterbrochen und die ringförmige Nut 6f wird in eine Lage gegenüber den Öffnungen 5f und 5g gebracht, wodurch eine Fluidverbindung zwischen der Servokammer R5 und dem Eingangsanschluss 1f eingerichtet wird. In dem Kraftkolben 5 bei einer rückwärtigen Seite des abgestuften Abschnitts 6e des Kolbens 6 ist eine hydraulische Druckeinführkammer R7 definiert, in die ein hydraulischer Druck oder ein Bremsfluiddruck eingeführt wird, der von einer hydraulischen Hilfsdruckquelle AS abgegeben wird bei einem automatischen Bremsvorgang. Obwohl zwischen einem hinteren Ende des Kolbens 6 und dem Eingangselement 4 eine hydraulische Kammer definiert ist, die sich in Fluidverbindung mit dem Behälter RS befindet, ist diese hydraulische Kammer außerdem von der hydraulischen Druckeinführkammer R7 isoliert.

Andererseits ist der Tauchkolben 7 bei seiner Außenfläche mit einer ringförmigen Nut 7g ausgebildet. Der Tauchkolben 7e ist im Inneren mit einer axial sich erstreckenden Bohrung 7e ausgebildet, die auch in der rückwärtigen Richtung mündet, um gegenüber der Öffnung 6c des Kolbens 6 zu liegen. Die Bohrung 7e des Tauchkolbens 7 befindet sich in einer Fluidverbindung mit der ringförmigen Nut 7g mittels der radial sich erstreckenden Öffnung 7f. Ein Raum, in dem der Tauchkolben 7 untergebracht oder platziert ist, steht in Fluidverbindung mit dem Ablassanschluss 1d über die Öffnung 6c des Kolbens 6, die Öffnung 4c, die Öffnung 4d und die ringförmige Nut 4e des Kolbens 6, die Öffnung 5d des Kraftkolbens 5 und die ringförmige Kammer R6.

Der Hauptzylinder 1 ist bei seinem rückwärtigen Abschnitt mit Eingangsanschlüssen 1e und 1f und dem Ablassanschluss 1d ausgebildet. Der Ablassanschluss 1dist mit dem Behälter RS fluidverbunden. Die Einlassanschlüsse 1e und 1f stehen in Fluidverbindung mit der hydraulischen Hilfsdruckquelle AS. Der Einlassanschluss 1e ist der ringförmigen Kammer R3 ausgesetzt oder mündet zu dieser, um in Fluidverbindung zu stehen mit der hydraulischen Hilfsdruckquelle AS und zwar über ein stromlos offenes elektromagnetisches Ventil V1 und mit dem Behälter RS und zwar über ein stromlos geschlossenes elektromagnetisches Ventil V2. Das stromlos offene elektromagnetische Ventil V1 und das stromlos geschlossene elektromagnetische Ventil V2 haben die Gestalt von linearen elektromagnetischen Ventilen. Sowohl das stromlos offene elektromagnetische Ventil V1 als auch das stromlos geschlossene elektromagnetische Ventil V2, die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel offenbart sind, bilden eine elektromagnetische Ventilvorrichtung bei der vorliegenden Erfindung.

Die hydraulische Hilfsdruckquelle AS umfasst eine hydraulische Druckpumpe HP, die durch einen Elektromotor M angetrieben wird, wie aus der Darstellung von 1 ersichtlich ist. Eine Eingangsseite der hydraulischen Hilfsdruckquelle AS steht in Fluidverbindung mit dem Behälter RS, während eine Ausgangsseite der hydraulischen Hilfsdruckquelle AS in Fluidverbindung steht mit einem Speicher AC und zwar über ein Rückschlagventil C1, mit dem Eingangsanschluss 1f des Hauptzylinders 1 und mit dem Eingangsanschluss 1e des Hauptzylinders 1 und zwar über das elektromagnetische Ventil V1. Um bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel den hydraulischen Druck, der von der hydraulischen Hilfsdruckquelle AS abgegeben wird, auf einen fixen Wert einzurichten, ist ein Drucksensor P1 mit dem Speicher AC verbunden zum Überwachen des hydraulischen Drucks, der konstant von der hydraulischen Hilfsdruckquelle AS abgegeben wird. Es soll beachtet werden, dass ein anderer Druck P2 verwendet wird zum Überwachen eines hydraulischen Drucks in der zweiten Druckkammer R2, der als ein abgegebener hydraulischer Druck des Hauptbremszylinders MC betrachtet wird.

Darüber hinaus ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Hauptzylinder 1 mit einem Kanal 1g ausgebildet, der eine Fluidverbindung einrichtet zwischen der zweiten Druckkammer R2 und der Servokammer R5. Der Kanal 1g ist mit einem gewöhnlich offenen Differenzdruckrückschlagventil CV versehen (das nachfolgend einfach als Rückschlagventil bezeichnet wird). Das heißt, dass normalerweise die Fluidverbindung zwischen der zweiten Druckkammer R2 und der Servokammer aufrechterhalten ist, während in Abhängigkeit von der Druckdifferenz dazwischen das Rückschlagventil geschlossen wird, um die Fluidverbindung zwischen der Servokammer R5 und der zweiten Kammer R2 auf eine derartige Weise zu unterbrechen, wenn der Druck in der Servokammer R5 größer als der Druck in der zweiten Druckkammer R2 um einen vorgegebenen Wert ist. Wenn andererseits das Gerät sich in Ruhe befindet, befindet sich das Rückschlagventil in seiner offenen Position oder ist geöffnet aufgrund der Tatsache, dass es keine Druckdifferenz gibt zwischen der Servokammer R5 und der zweiten Druckkammer R2, wodurch das Einführen des Bremsfluids in die zweite Kammer R2 von dem Behälter RS ermöglicht wird über den Zufuhranschluss 1j, wenn eine Entleerung bei der Servokammer R5 durchgeführt wird, wodurch ein leichtes Ablassen der Luft von der zweiten Druckkammer R2 auf eine genaue Weise eingerichtet wird.

Als nächstes wird die Wirkungsweise des hydraulischen Bremsgeräts mit der vorstehend erwähnten Struktur detailliert beschrieben.

Wenn das Bremspedal 2 nicht niedergedrückt wird, nimmt zunächst jedes Element die in 1 und 2 gezeigte Position ein, das elektromagnetische Ventil V1 und das elektromagnetische Ventil V2 befinden sich jeweils in der geschlossenen Position und offenen Position und der hydraulische Druckunterstützungsabschnitt HB ist nicht im Betrieb bzw. in Ruhe. In diesem Zustand ist die Öffnung 5f durch den Kolben 6 geschlossen, obwohl die ringförmige Kammer R4 sich in Fluidverbindung mit dem Speicher AC der hydraulischen Hilfsdruckquelle AS befindet. Außerdem befindet sich die Servokammer R5 in Fluidverbindung mit dem Behälter RS über die Öffnung 5h, die Nut 6g des Kolbens 6, die dieser gegenüberliegt, die Öffnung 6h des Kolbens 6, die Öffnung 6c des Kolbens 6, die Öffnung 4c des Eingangselements 4, die Öffnung 4d des Eingangselements 4, die ringförmige Nut 4e, die Öffnung 5d des Kraftkolbens 5, die ringförmige Kammer R6 und den Ablassanschluss 1d. Darüber hinaus befindet sich die Servokammer R5 in Fluidverbindung mit der zweiten Druckkammer R2 über den Kanal 1g und das Rückschlagventil CV. Aufgrund der Tatsache, dass der Kraftkolben 5 nur die rückwärtige Kraft aufnimmt, die von dem hydraulischen Druck in der ringförmigen Kammer R4 bei der Ruheposition herrührt, die jeweils in 1 und 2 unverändert dargestellt ist, selbst wenn die hydraulische Hilfsdruckquelle AS angetrieben wird oder in Betrieb gebracht wird.

Wenn ein Bremsvorgang begonnen wird oder das Bremspedal 2 niedergedrückt wird, veranlasst die resultierende Vorwärtsbewegung des Eingangselements 4 den Kolben 6 zu einer Vorwärtsbewegung oder einer Bewegung in der Richtung nach links, was dazu führt, dass der Kolben 6 die Öffnung 5h des Kraftkolbens 5 schließt, wodurch die Fluidverbindung zwischen der Servokammer R5 und der Öffnung 6c unterbrochen wird, während die ringförmige Nut 6f in Gegenüberlage zu der Öffnung 5f, der ringförmigen Nut 6f und der Öffnung 5g gebracht wird, wodurch der hydraulische Servodruck in die Servokammer R5 eingeführt wird mittels des Eingangsanschlusses 1f, der Öffnung 5f, der ringförmigen Nut 6f, der Öffnung 5g und der Öffnung 5h. Obwohl sich dabei der Einlassanschluss 1e in Fluidverbindung mit der hydraulischen Druckeinführkammer R7 befindet bei der rückwärtigen Seite des abgestuften Abschnitts 6e des Kolbens 6 mittels der ringförmigen Kammer R3 und der Öffnung 5e aufgrund der Tatsache, dass das elektromagnetische Ventil V1 sich bei der geschlossenen Position befindet und der Eingangsanschluss 1e sich in Fluidverbindung mit dem Behälter RS befindet mittels des elektromagnetischen Ventils V2, das sich bei der offenen Position befindet, wird der Kolben 6 in Abhängigkeit von der Vorwärtsbewegung des Eingangselements 4 oder des Niederdrückens des Bremspedals 2 angetrieben (das heißt Bremspedalbetätigung). Dann liegt der Differenzdruck zwischen der Servokammer R5 und der zweiten Druckkammer R2 über dem vorgegebenen Wert, das Rückschlagventil CV wird geschlossen, was dazu führt, dass die zweite Druckkammer R2 geschlossen oder abgedichtet wird, die mit Bremsfluid gefüllt ist.

Während des Unterstützungsvorgangs, der begonnen wird, nachdem die zweite Druckkammer R2 begrenzt ist, wird somit die drängende Kraft aufgebracht auf die vordere Endfläche des Kraftkolbens 5, was von dem Druck in der zweiten Druckkammer R2 herrührt, diese wird gesteuert zum Ausgleich mit der Bremsbetätigungskraft und der drängenden Kraft, die auf die hintere Endfläche des Kraftkolbens aufgebracht wird. Aufgrund der Tatsache, dass der Kraftkolben 5 größer als der Hauptkolben 10 ist bezüglich der wirksamen Fläche in der zweiten Druckkammer R2, wenn sich der Kraftkolben 5 vorwärts bewegt und der Hauptkolben 10 vorwärts bewegt, was zu einer Expansion des Abstands zwischen dem Hauptkolben 10 und dem Kraftkolben 5 führt (ähnlich dem in 3 dargestellten Zustand), was bewirkt, dass sich der Hauptkolben 10 und der Kraftkolben 5 einstückig bewegen, die sich in einer Fluidkopplung miteinander befinden. Während des Unterstützungsvorgangs, der durchgeführt wird durch den hydraulischen Unterstützungsabschnitt HB, werden somit der Kraftkolben 5 und der Hauptkolben 10 in eine Fluidkopplung miteinander gebracht über das Bremsfluid, das in die zweite Druckkammer R2 eingefüllt ist, was eine einstückige Vorwärtsbewegung des Kraftkolbens 5 und des Hauptkolbens 10 auf eine derartige Weise bewirkt, dass der Hauptkolben 10 sich um einen Betrag in Übereinstimmung mit dem Spalt oder Spiel zwischen dem Kraftkolben 5 und dem Hauptkolben 10 vorwärts bewegt, wodurch das Verkürzen des Niederdrückungshubs des Bremspedals 2 ermöglicht wird.

Andererseits kann bei einem Fehler des hydraulischen Unterstützungsabschnitts HB kein hydraulischer Servodruck auf die ringförmige Kammer R4 und die Servokammer R5 aufgebracht werden, was dazu führt, dass das Innere der ringförmigen Kammer R3 und das Innere der zweiten Druckkammer R2 einen Atmosphärendruck erhalten aufgrund der Tatsache, dass die ringförmige Kammer R3 sich in Fluidverbindung mit dem Behälter RS befindet mittels des Eingangsanschlusses 1e und die zweite Druckkammer R2 sich auch in Fluidverbindung mit dem Behälter RS befindet mittels des Kanals 1g und der Servokammer R5. Wenn die Eingangsstange 3 vorwärtsbewegt wird in Abhängigkeit von dem Niederdrückungshub des Bremspedals 2, veranlassen somit das Eingangselement 4 und der Kolben 6 den Eingriff des Tauchkolbens 7 mit der aus Gummi hergestellten Reaktionskraftscheibe 8, die den Hauptkolben 10 mittels der aus Gummi hergestellten Reaktionskraftscheibe 8, des Druckaufnahmeelements 9 und der Feder 12 drängt, wodurch diese Elemente einstückig vorwärts bewegt werden. Während der einstückigen Vorwärtsbewegung des Kraftkolbens 5 und des Hauptkolbens 10 hängt der resultierende abgegebene Bremsfluiddruck nicht von der wirksamen Fläche des Kraftkolbens 5 ab, sondern von der wirksamen Fläche des Hauptkolbens 10, was dazu führt, dass die Druckanstiegsneigung bei dem Fehler des hydraulischen Unterstützungsabschnitts HB steiler wird, wie durch die dünne gestrichelte Linie bei dem rechten unteren Abschnitt in dem in 4 dargestellten Verlauf angedeutet ist, als die Eigenschaften des Kraftkolbens 5, aber die wirksame Fläche des Hauptkolbens 10 und des Hauptkolbens 5 haben die gleiche wirksame Fläche, die durch eine dünne durchgezogene Linie bei dem rechten unteren Abschnitt in dem Verlauf von 4 bei dem Kraftkolben 5 angedeutet ist.

Außerdem kann bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie nachfolgend beschrieben wird, ein aktiver Bremsvorgang (das heißt ein automatischer Bremsvorgang) durchgeführt werden. Wenn der automatische Vorgang begonnen wird, wenn das Bremspedal 2 nicht niedergedrückt wird (obwohl die Darstellung des Bremspedals 2 jeweils in 2 und 3 weggelassen ist), ist die Anfangsposition von jedem Element unmittelbar nach dem Beginn ähnlich der von 2, außer dass das elektromagnetische Ventil V1, das elektromagnetische Ventil V2 und die hydraulische Hilfsdruckquelle AS bei ihrer offenen Position platziert, bei der geschlossenen Position platziert und angetrieben sind, wie jeweils in 3 gezeigt ist. Das heißt, obwohl die Öffnung 5f geschlossen ist durch den Kolben 6 aufgrund der Tatsache, dass die Positionen des Kolbens 6 und des Tauchkolbens 7 ähnlich jenen von 2 sind, wird der hydraulische Druck, der von der hydraulischen Hilfsdruckquelle AS abgegeben wird, in die hydraulische Druckeinführkammer R7 eingeführt bei der rückwärtigen Seite des abgestuften Abschnitts 6e des Kolbens 6 mittels der Öffnung 5e und des Eingangsanschlusses 1e, was eine Vorwärtsbewegung des Kolbens 6 veranlasst, wodurch der in 3 dargestellte Zustand eingerichtet wird. Dann befindet sich die Servokammer R5 in Fluidverbindung mit der hydraulischen Hilfsdruckquelle AS über die Öffnung 5g, die ringförmige Nut 6f, die dieser gegenüberliegt, die Öffnung 5f und den Eingangsanschluss 1f, wodurch der Kraftkolben 5 und der Hauptkolben 10 zum Vorwärtsbewegen angetrieben werden, wodurch der Bremsfluiddruck auf den Radzylinder jedes der Straßenräder aufgebracht wird.

Dabei wird die zweite Druckkammer R2 begrenzt, in der das Bremsfluid eingefüllt ist, aufgrund der Tatsache, dass der Differenzdruck zwischen der Servokammer R5 und der zweiten Druckkammer R2 das Schließen des Rückschlagventils CV veranlasst und der Kanal 1g durch das Rückschlagventil CV unterbrochen wird. Somit wird der Hauptkolben 10 in eine Vorwärtsbewegung gebracht aufgrund der drängenden Kraft, die von dem Bremsfluiddruck herrührt, der in die Servokammer R5 eingeführt wird, die auf die wirksame Fläche des Kraftkolbens 5 aufgebracht wird. Wenn sich das Bremspedal 2 in Ruhe befindet oder nicht niedergedrückt wird, ermöglicht somit das elektromagnetische Ventil V1 und das elektromagnetische Ventil V2 die Abgabe des Bremsfluiddrucks auf eine geeignete Weise. Aufgrund der Tatsache, dass sich die Vorderseite des Eingangselements 4 in Fluidverbindung mit dem Behälter RS befindet mittels des Ablassanschlusses 1d obwohl der Bremsfluiddruck in der zweiten Druckkammer R2 auf das Druckaufnahmeelement 9 und die Reaktionsgummischeibe 8 aufgebracht wird, wird übrigens die Reaktionskraft nicht übertragen oder aufgebracht auf das Eingangselement 4 und es wird ihr entgegengewirkt durch den hydraulischen Druck, der von der hydraulischen Hilfsdruckquelle AS abgegeben wird, der auf den Kraftkolben 5 aufgebracht wird. Darüber hinaus kann der abgegebene hydraulische Druck, der von der hydraulischen Hilfsdruckquelle AS in die hydraulische Druckeinführkammer R7 eingeführt wird, nicht übertragen werden als eine Reaktionskraft auf das Eingangselement 4 aufgrund der Tatsache, dass die hydraulische Druckeinführkammer R7, in die der hydraulische Druck eingeführt wird von der hydraulischen Hilfsdruckquelle AS, zwischen dem abgestuften Abschnitt des Kolbens 6 und dem Kraftkolben 5 definiert ist und isoliert ist von der vorderen Kammer des Eingangselements 4.

Wenn das Gerät den in 3 dargestellten Zustand einnimmt, wenn das Bremspedal 2 niedergedrückt wird (das in 3 nicht dargestellt ist), wird somit das Eingangselement 4 vorwärtsbewegt ohne eine Begrenzung und wird in Eingriff gebracht mit der hinteren Endfläche des Kolbens 6. Wenn bei dem resultierenden Zustand das Eingangselement 4 weiter vorwärtsbewegt wird, erhöht die Übertragung der resultierenden Niederdrückungskraft auf die zweite Druckkammer R2 mittels des Kolbens 6, des Tauchkolbens 7 und der Reaktionsgummischeibe 8 den Druck in der zweiten Druckkammer R2. Dies führt zu den Eigenschaften, die in einer gestrichelten dicken Linie bei dem linken oberen Abschnitt des Verlaufs von 4 dargestellt ist, was die Verwendung einer sofortigen Bremspedalniederdrückungskraft zum Bremsen ermöglicht im Gegensatz zu der herkömmlichen Weise, wobei eine Betriebskraft (die durch LP in 4 angedeutet ist) nicht notwendig ist zum Aufheben der Reaktionskraft, die von dem automatischen Bremsvorgang herrührt, der vor dem Niederdrücken des Bremspedals gültig ist. Somit kann ein gutes Bremspedalgefühl erhalten werden.

Wie vorstehend erläutert wurde, ermöglicht bei dem hydraulischen Bremsgerät dessen innere einfache Struktur die Verkürzung des Niederdrückungshubs des Bremspedals 2. Selbst wenn das Bremspedal 2 während des automatischen Bremsvorgangs niedergedrückt wird, wird insbesondere eine sofortige Verwendung der resultierenden Bremspedalniederdrückungskraft zum Bremsen ermöglicht, wodurch eine geeignete Bremskraft eingerichtet wird ohne Verzichten auf ein gutes Bremsgefühl. Außerdem wird eine sofortige Erfassung des Niederdrückbetrags des Bremspedals während des automatischen Bremsvorgangs ermöglicht, wodurch das Schalten zu einer anderen Steuerung sehr schnell möglich ist.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird bei dem automatischen Bremsvorgang der hydraulische Druck, der von der hydraulischen Hilfsdruckquelle AS abgegeben wird, auf die rückwärtige Seite des abgestuften Abschnitts 6e des Kolbens 6 aufgebracht. Anstatt der hydraulischen Hilfsdruckquelle AS ist jedoch eine separate Druckquelle wie beispielsweise eine Pumpe verfügbar, deren abgegebener hydraulischer Druck auf die rückwärtige Seite des abgestuften Abschnitts 6e des Kolbens 6 aufgebracht wird.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bilden der Kolben 6 und die zugehörigen Elemente die Ventilvorrichtung, die verwendet wird für die Zufuhr des hydraulischen Drucks zu der Druckeinstellvorrichtung, und dieser Kolben 6 wird bei dem automatischen Bremsvorgang durch den hydraulischen Druck angetrieben. Stattdessen ist ein (nicht gezeigtes) Stößelventil, das durch hydraulischen Druck angetrieben wird, als die Ventilvorrichtung verfügbar. Dabei ist ein abgestufter Abschnitt an einem Ventilkörper des Stößelventils ausgebildet, der ähnlich dem abgestuften Abschnitt 6e ist, wodurch die Definition einer (nicht gezeigten) hydraulischen Druckeinführkammer ermöglicht wird zwischen dem abgestuften Abschnitt und einem Kraftkolben 5, die ähnlich der hydraulischen Druckeinführkammer R7 ist und die von der Vorderseite des Eingangselements 4 isoliert ist. Somit ist es möglich, eine Übertragung der Reaktionskraft auf das Eingangselement bei dem automatischen Bremsvorgang zu verhindern durch Einsetzen der Struktur, wobei bei der Einstellvorrichtung der abgestufte Abschnitt an dem Ventilkörper ausgebildet ist, wie beispielsweise an dem Kolben oder dem Stößelventil, und die hydraulische Druckkammer, wie beispielsweise die Kammer R7, die dem abgestuften Abschnitt ausgesetzt ist und von der Kammer bei der Vorderseite des Eingangselements isoliert ist.


Anspruch[de]
Hydraulisches Bremsgerät für ein Fahrzeug mit:

einem Hauptzylinder (1), in dem ein Hauptkolben (10) unter Ausbildung einer ersten Druckkammer (R1) und ein Kraftkolben (5) unter Ausbildung einer zweiten Druckkammer (R2) an der Hinterseite des Hauptkolbens (10) gelagert sind, wobei der Kraftkolben (5) zwischen sich und dem Hauptzylinder (1) eine Servokammer (R5) definiert,

einer hydraulischen Hilfsdruckquelle (AS) zum Abgeben eines hydraulischen Servodrucks an die Servokammer (R5),

einer Druckeinstellvorrichtung, die mit der hydraulischen Hilfsdruckquelle (AS) verbunden ist, um den hydraulischen Servodruck auf einen Wert einzustellen, der von der hydraulischen Hilfsdruckquelle (AS) abgegeben wird, und den eingestellten hydraulischen Servodruck zu der Servokammer (R5) zuzuführen,

wobei die Druckeinstellvorrichtung eine Ventilvorrichtung bestehend aus einem in dem Kraftkolben (5) gelagerten Kolben (6) und eine hydraulische Antriebsvorrichtung umfasst, mittels der die Ventilvorrichtung in eine erste Position, bei der die Servokammer (R5) mit Atmosphärendruck beaufschlagt wird, und eine zweiten Position schaltbar ist, bei der die Servokammer (R5) mit dem Servodruck beaufschlagt wird und

einem Eingangsbauteil (4), das an ein Bremsbetätigungsbauteil (2) angeschlossen ist und eine an das Bremsbetätigungsbauteil (2) angelegte Niederdrückkraft auf den Kolben (6) überträgt,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Antriebsvorrichtung einen abgestuften Abschnitt (6e) an dem Kolben (6) vorsieht, welcher über ein Steuerventil (V1) mit einem Hydraulikdruck der Hilfsdruckquelle (AS) beaufschlagbar ist, um den Kolben (6) zu verschieben, derart, dass die Ventileinrichtung von der ersten in die zweite Position schaltet, wobei sich der Kraftkolben (5) unabhängig von einer Bewegung des Eingangsbauteils (4) vorwärts bewegt.
Hydraulisches Bremsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Servokammer (R5) so aufgebaut ist, dass sie sich in Fluidverbindung mit der Hilfsdruckquelle (AS) und einem Behälter (RS) befindet, wenn der Kolben (6) sich jeweils in der vorderen oder zurückgezogenen Position gegenüber dem Kraftkolben (5) befindet, wobei der Kolben (6) vorwärts bewegt wird, wenn die Antriebsvorrichtung mit hydraulischem Druck beaufschlagt wird. Hydraulisches Bremsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der auf die Antriebsvorrichtung aufzubringende hydraulische Druck von der hydraulischen Hilfsdruckquelle (AS) abgegeben wird. Hydraulisches Bremsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektromagnetische Ventilvorrichtung gesteuert wird, die zwischen der hydraulischen Hilfsdruckquelle (AS) und der Antriebsvorrichtung angeordnet ist, um den hydraulischen Druck auf einen Solldruckwert zu regeln, der von der hydraulischen Hilfsdruckquelle (AS) auf die Antriebsvorrichtung aufzubringen ist. Hydraulisches Bremsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptzylinder (1) im Inneren mit einem Kanal versehen ist, der eine Fluidverbindung einrichtet zwischen der Servokammer (R5) und der zweiten Druckkammer (R2), die definiert ist zwischen dem Hauptkolben (10) und dem Kraftkolben (5), wobei der Kanal mit einem gewöhnlich offenen Differenzdruckventil versehen ist, das geschlossen wird in Abhängigkeit von einem Druckanstieg in der Servokammer (R5). Hydraulisches Bremsgerät nach Anspruch 2, das des weiteren ein Eingangselement (3) und eine aus Gummi hergestellte Reaktionsscheibe (8) aufweist,

wobei das Eingangselement (3) in dem Kraftkolben (5) auf einer rückwärtigen Seite des Kolbens bewegt wird zum Übertragen der Betätigung des Bremsbetätigungselements auf den Kolben (6),

wobei die aus Gummi hergestellte Reaktionsscheibe (8) in dem Kraftkolben (5) auf einer vorderen Seite des Kolbens angeordnet ist zum Übertragen einer Reaktionskraft von dem Kraftkolben (5) auf den Kolben (6), wenn das Bremsbetätigungselement betätigt wird.
Hydraulisches Bremsgerät nach Anspruch 6, das des weiteren einen Tauchkolben aufweist, der zwischen dem Kolben (6) und der aus Gummi hergestellten Reaktionsscheibe (8) gleitfähig platziert ist, wobei der Tauchkolben in einem Raum untergebracht ist, der sich in Fluidverbindung mit dem Behälter (RS) befindet.






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