DE10007184A1 - Hauptzylinder - Google Patents

Abstract

Ein Hauptzylinder, der in der Lage ist, die Hubsimulatorfunktion zu realisieren, ohne die Notwendigkeit, die Struktur um ein Bremspedal zu ändern, ohne ein Bremspedalgefühl zu beeinträchtigen, wird vorgeschlagen. Der Hauptzylinder ist einfach durch Bearbeitung zu bilden und erleichtert auch das Einfüllen von hydraulischem Fluid und das Ablassen von Luft. Ein zweiter Kolben ist aufgesplittet, so daß dessen axiale Länge variabel gestaltet wird, wobei die Hubsimulatorfunktion auf den zweiten Kolben auferlegt wird. Dadurch wird das Bremspedalgefühl mehr verbessert, als wenn ein Hubsimulator getrennt angebracht wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Hauptzylinder und, insbesondere, auf einen Hauptzylinder, der geeignet ist, in einem Bremssystem des Typs mit elektronischer Betätigung (brake-by-wire, untenstehend als "BBW System" bezeichnet) verwendet zu werden, wobei eine Bremspedalbetätigungsmenge (Hub, Pedalkraft, usw.) erfaßt wird und eine Bremskraft entsprechend der erfaßten Bremspedalbetätigungsmenge erzeugt wird, indem eine Bremsflüssigkeit unter hohem Druck von einer externen Flüssigkeitsdruckquelle einem Radzylinder unter Regelung zugeführt wird.

Im allgemeinen ist dieser Typ von BBW System mit einem versagenssicheren Hauptzylinder ausgestattet, der mit dem Bremspedal verbunden ist, um eine Bremsflüssigkeit unter hohem Druck dem Radzylinder zuzuführen, anstatt von der externen Flüssigkeitsdruckquelle im Fall, in dem das System versagt. Das BBW System ist auch mit einem Hubsimulator ausgestattet, der wie folgt arbeitet. Wenn das System, das in der Lage ist, die Bremsflüssigkeit dem Radzylinder von der externen Flüssigkeitsdruckquelle unter Regelung zuzuführen, sich in einem normalen Betriebszustand befindet, sieht der Hubsimulator eine Pedalantwort vor, d. h. einen geeigneten Widerstand zum Niederdrücken des Bremspedals, um dem Fahrzeuglenker das Gefühl zu geben, daß das Bremssystem auf die Bremsbetätigung antwortet. Es gibt zwei Arten von Hubsimulatoren, die in solchen BBW Systemen verwendet werden: ein Zylinder der Fluiddruck absorbierenden Art, bei dem ein Akkumulator zum Enthalten des hydraulischen Fluids unter Druck von dem Hauptzylinder mit der Ausgabeseite des Hauptzylinders verbunden ist, um den Fluiddruck zu absorbieren, der von dem Hauptzylinder geliefert wird; und ein Hubsimulator der Pedalhubart, bei dem das Bremspedal und der Hauptzylinder mechanisch durch ein elastisches Element verbunden sind, so daß, wenn sich das System in einem normalen Zustand befindet, nur der Pedalhub des Bremspedals beeinflußt wird.

Der Hubsimulator des Fluiddruck absorbierenden Typs leidet jedoch unter dem Problem, daß, wenn der Hauptzylinder einen Hub beginnt, der Anfangswiderstand der Kolbendichtung in dem Akkumulator dem Widerstand des Niederdrückens des Bremspedals aufaddiert wird. Daher verlangt der Hubsimulator, daß der Fahrzeuglenker eine Pedaleingabe ausübt, die der Gesamtsumme des anfangenden Fluiddrucks des Hauptzylinders selbst und des anfangenden Fluiddrucks des Akkumulators entspricht. Folglich wird das Gefühl des Bremspedals schwer.

Der Hubsimulator der Pedalhubart benötigt es ungünstigerweise, daß die Struktur um das Bremspedal geändert wird, wegen der Notwendigkeit, ein elastisches Element zwischen dem Bremspedal und dem Hauptzylinder vorzusehen.

Um die obenstehenden Probleme zu lösen, beschreiben die US- Patente mit den Nummern 5,720,170 und 5,729,979 Erfindungen, bei denen der erste Kolben in dem Hauptzylinder aufgeteilt ist, so daß die axiale Länge der ersten Zufuhrkammer variabel gestaltet wird, wodurch die Funktion eines Hubsimulators dem ersten Kolben auferlegt wird. Die Strukturen der beiden Erfindungen haben jedoch das Problem, daß das Zylinderbohrloch ein abgestuftes Bohrloch ist (mit drei abgestuften Bereichen), und es somit schwierig ist, es durch Bearbeitung zu bilden. Zusätzlich tritt ein Problem auf, da der Zufuhrkammerbereich des ersten Kolbens, der die Simulatorfunktion darstellt, nicht in der Reihe der Strömung des hydraulischen Fluids von dem Sammelbehälter zur Ausgabeöffnung des Hauptzylinders ist, sondern in der Form einer Sackgasse in bezug auf die Strömung ist. Entsprechend ist es schwierig, die Betätigung der Zufuhr des hydraulischen Fluids und des Entnehmens glatt durchzuführen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Angesichts der oben beschriebenen Probleme ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hauptzylinder vorzusehen, der in der Lage ist, die Hubsimulatorfunktion zu realisieren, ohne daß die Notwendigkeit besteht, die Struktur um das Bremspedal zu ändern, und ohne das Gefühl des Bremspedals zu beeinträchtigen, und der einfach durch bearbeitende Formgebung herzustellen ist, und ebenso das Zuführen und Entnehmen des hydraulischen Fluids zu vereinfachen.

Die vorliegende Erfindung wird auf einen Hauptzylinder angewendet, der einen Zylinder hat mit einem Zylinderbohrloch, dessen eines Ende geschlossen ist, so daß ein Boden gebildet wird. Mindestens ein Kolben ist verschiebbar in dem Zylinderbohrloch angebracht, um teilweise eine Fluiddruck erzeugende Kammer zu definieren, die mindestens mit einem Radzylinder verbunden ist. Bei der Erfindung umfaßt der Kolben ein Vorderseitenstück in der Nähe der Fluiddruck erzeugenden Kammer und ein Rückseitenstück auf der Seite des Vorderseitenstücks, die entfernt von der Fluiddruck erzeugenden Kammer. Dichtungen sind durch das Vorderseitenstück und das Rückseitenstück gehalten, um dazwischen eine Fluidzufuhrkammer zu definieren für die Fluiddruck erzeugende Kammer. Die Dichtung, die durch das Vorderseitenstück gehalten wird, trennt die Fluiddruck erzeugenden Kammer von der Fluidzufuhrkammer. Es gibt eine Einrichtung zum Verbinden der Vorderseitenstücke und Rückseitenstücke so, daß sie erlaubt, daß der Abstand zwischen diesen Stücken beim Aufbringen einer Eingabekraft auf den Kolben reduziert wird, wobei eine Reaktionskraft ausgeübt wird, und die es erlaubt, den ursprünglichen Abstand wieder herzustellen, wenn die Eingabekraft gelöscht wird.

Die vorliegende Erfindung ist auch anwendbar auf einen Tandemhauptzylinder, der einen ersten und einen zweiten Kolben hat, die unabhängig verschiebbar in einem Zylinderbohrloch in Serie in der Axialrichtung des Zylinderbohrlochs angeordnet sind, so daß sie jeweils teilweise unabhängige erste und zweite Fluiddruck erzeugende Kammern definieren, die mit Radzylindern verbunden sind. Der zweite Kolben ist näher an dem Boden des Zylinderbohrlochs als der erste Kolben angebracht. In der Erfindung umfaßt der zweite Kolben ein Vorderseitenstück in der Nähe der zweiten Fluiddruck erzeugenden Kammer und ein Rückseitenstück auf der Seite des Vorderseitenstücks, die entfernt von der zweiten Fluiddruck erzeugenden Kammer ist. Eine Dichtung wird durch das Vorderseitenstück gehalten, so daß die zweite Fluiddruck erzeugende Kammer und eine Fluidzufuhrkammer für die zweite Fluiddruck erzeugende Kammer getrennt werden. Es gibt eine Einrichtung zum Verbinden der Vorderseiten- und Rückseitenstücke, so daß sie erlaubt, daß der Abstand zwischen diesen Stücken beim Aufbringen einer Eingabekraft auf den zweiten Kolben reduziert wird, wobei eine Reaktionskraft ausgeübt wird, und die den ursprünglichen Abstand beim Beenden der Eingabekraft wieder herstellt.

Die obenstehende Aufgabe und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden von der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen davon, in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, deutlicher.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine axiale, vertikale Querschnittsansicht eines Hauptzylinders gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das die gesamte Anordnung eines BBW Systems zeigt, das den Hauptzylinder gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Ein Hauptzylinder gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird untenstehend im einzelnen beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.

Fig. 1 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines Hauptzylinders 30 gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Zylinderkörper 1 ist mit einem zylindrischen Zylinderbohrloch 1a gebildet, wobei ein Ende davon geschlossen ist. Ein erster Kolben 2 und ein zweiter Kolben A sind bewegbar in dem Zylinderbohrloch 1a in Serie in dieser Reihenfolge von der Öffnungsseite des Zylinderbohrlochs 1a eingepaßt. Der zweite Kolben A hat eine gesplittete Struktur, die ein Rückseitenstück 4 des zweiten Kolbens und ein Vorderseitenstück 3 des zweiten Kolbens umfaßt, die in Serie in der Axialrichtung des Zylinderbohrlochs 1a angeordnet sind.

Auf den ersten Kolben 2 sind eine erste Druckpfanne 2b und eine erste Kolbenpfanne 2a in dieser Reihenfolge von der Öffnungsseite in Richtung auf den Boden des Zylinderbohrlochs 1a eingepaßt. Eine erste Zufuhrkammer 16 ist in dem Zylinderbohrloch 1a durch den äußeren Umfang eines Bereichs mit verringertem Durchmesser des ersten Kolbens 2 zwischen einem Haltebereich für die erste Druckpfanne 2b und einem Haltebereich für die erste Kolbenpfanne 2a definiert.

Eine zweite Kolbenpfanne 3a ist auf das zweite Kolbenvorderseitenstück 3 des zweiten Kolbens A aufgepaßt. Eine zweite Druckpfanne 4b ist auf das Rückseitenstück 4 des zweiten Kolbens A aufgepaßt. Eine zweite Zufuhrkammer 15 ist in dem Zylinderbohrloch 1a zwischen einem Haltebereich für die zweite Kolbenpfanne 3a und einem Haltebereich für die zweite Druckpfanne 4b definiert.

Weiterhin ist eine zweite Druckkammer 11 (Fluiddruck erzeugende Kammer) in dem Zylinderbohrloch 1a zwischen dem Boden des Zylinderkörpers 1 und der zweiten Kolbenpfanne 3a definiert, und eine erste Druckkammer 12 (Fluiddruck erzeugende Kammer) ist in dem Zylinderbohrloch 1a zwischen der zweiten Druckpfanne 4b und der ersten Kolbenpfanne 2a definiert.

Der Zylinderkörper 1 ist mit einer zweiten Leitungsöffnung 19, die mit der zweiten Druckkammer 11 in Verbindung steht, und einer ersten Leitungsöffnung 20, die mit der ersten Druckkammer 12 in Verbindung steht, versehen.

In der zweiten Zufuhrkammer 15 sind eine erste Reaktionsfeder 6 (elastisches Element), ein Halter 14 für die Reaktionsfeder und eine zweite Reaktionsfeder 5 (elastisches Element) in dieser Reihenfolge von der Öffnungsseite des Zylinderbohrlochs 1a zwischen das rückwärtige Stück 4 des zweiten Kolbens und das Vorderseitenstück 3 des zweiten Kolbens gelegt, so daß die Federkraft in der Richtung wirkt, daß der Abstand zwischen dem Rückseitenstück 4 des zweiten Kolbens und dem Vorderseitenstück 3 des zweiten Kolbens gedehnt wird.

Ein bolzenförmiges Stopperelement 7 ist an dem distalen Ende davon in die axiale Mitte des Rückseitenstücks 4 des zweiten Kolbens von einer Seite davon geschraubt, die sich näher an dem Boden des Zylinderbohrlochs 1a befindet. Der Schaft des Stopperelements 7 erstreckt sich durch die erste Reaktionsfeder 6, und ein Loch, das in der axialen Mitte der Halterung 14 der Reaktionsfeder angebracht ist, und weiter durch die zweite Reaktionsfeder 5. Das andere Ende des Stopperelements 7, das eine flanschartige Form hat, ist verschiebbar in ein Loch eingepaßt, das in dem Vorderseitenstück 3 des zweiten Kolbens vorgesehen ist, so daß es sich an dessen Achse erstreckt. Ein Bereich des Lochs, der näher an der Öffnung des Zylinderbohrlochs 1a ist, ist von kleinerem Durchmesser als der andere Bereich des Lochs.

Das flanschartige Ende des Stopperelements 7 wird durch die Grenze zwischen dem Bereich kleinen Durchmessers des Lochs in dem Vorderseitenstück 3 des zweiten Kolbens und dem anderen Bereich des Lochs, der größeren Durchmessers ist als der Bereich kleinen Durchmessers, gestoppt. Daher ist die Verschiebebewegung des Stopperelements 7 in dem Loch des Vorderseitenstücks 3 des zweiten Kolbens innerhalb eines vorbestimmten Bereichs beschränkt, wodurch die Maximallänge des zweiten Kolbens A in der Axialrichtung limitiert wird.

Der Durchmesser des Schafts des Stopperelements 7 ist kleiner als irgendeiner der Durchmesser der ersten Reaktionsfeder 6, des Durchmessers des Lochs in der axialen Mitte der Halterung 14 für die Reaktionsfeder und des Durchmessers der zweiten Reaktionsfeder 5. Die äußeren Durchmesser der ersten Reaktionsfeder 6, der Halterung 14 für die Reaktionsfeder und der zweiten Reaktionsfeder 5 sind kleiner als der innere Durchmesser des Zylinderbohrlochs 1a.

In der zweiten Druckkammer 11 ist eine zweite Feder 8 zwischen den Boden des Zylinderkörpers 1 und das Vorderseitenstück 3 des zweiten Kolbens des zweiten Kolbens A gelegt, so daß das Volumen der zweiten Druckkammer 11 expandiert wird, dadurch daß das Vorderseitenstück 3 des zweiten Kolbens zurückkehrt (Bewegen des Vorderseitenstücks 3 des zweiten Kolbens nach rechts in Fig. 1). In der ersten Druckkammer 12 ist eine erste Feder 13 zwischen den ersten Kolben 2 und das Rückseitenstück des zweiten Kolbens 4 des zweiten Kolbens A gelegt, so daß das Volumen der ersten Druckkammer 12 expandiert wird, dadurch daß der erste Kolben 2 zurückkehrt (Bewegen des ersten Kolbens 2 nach rechts in Fig. 1).

Der erste Kolben 2 ist mit einem Verbindungsdurchgang versehen, der die Verbindung zwischen der ersten Zufuhrkammer 16 und der ersten Druckkammer 12 vorsieht. Der erste Kolben 2 ist weiter mit einem ersten Mittelventil 22 versehen auf einer Seite des Kolbens, die näher an der ersten Druckkammer 12 ist. Wenn der erste Kolben 2 sich verschiebt, so daß ein Fluiddruck in der ersten Druckkammer 12 erzeugt wird (wenn der erste Kolben 2 sich nach links in Fig. 1 bewegt), wird das erste Mittelventil 22 geschlossen, um die Verbindung zwischen der ersten Zufuhrkammer 16 und der ersten Druckkammer 12 zu unterbrechen. Wenn der erste Kolben 2 in die Position außer Betrieb des Hauptzylinders 30 zurückkehrt (die Position des ersten Kolbens 2, die in Fig. 1 gezeigt ist), öffnet sich das erste Mittelventil 22, so daß ermöglicht wird, daß die erste Zufuhrkammer 16 und die erste Druckkammer 12 miteinander in Verbindung stehen.

In ähnlicher Weise ist das Vorderseitenstück des zweiten Kolbens 3 des zweiten Kolbens A mit einem Verbindungsdurchgang versehen, der die Verbindung zwischen der zweiten Zufuhrkammer 15 und der zweiten Druckkammer 11 vorsieht. Das Vorderseitenstück 3 des zweiten Kolbens ist ferner mit einem zweiten Mittelventil 21 auf einer Seite davon versehen, die näher an der zweiten Druckkammer 11 liegt. Wenn der zweite Kolben A sich verschiebt, so daß ein Fluiddruck in der zweiten Druckkammer 11 erzeugt wird (wenn der zweite Kolben A sich nach links in Fig. 1 bewegt), wird das zweite Mittelventil 21 geschlossen, so daß die Verbindung zwischen der zweiten Zufuhrkammer 15 und der zweiten Druckkammer 11 unterbrochen wird. Wenn der zweite Kolben A in die Position außer Betrieb des Hauptzylinders 30 zurückkehrt (die Position des zweiten Kolbens A, die in Fig. 1 gezeigt ist), öffnet sich das zweite Mittelventil 21, so daß ermöglicht wird, daß die zweite Zufuhrkammer 15 und die zweite Druckkammer 11 miteinander in Verbindung stehen.

Ein Behälter (nicht gezeigt) ist mit buckelartigen Bereichen 23 und 24 verbunden, die auf dem Zylinderkörper 1 gebildet sind. Eine zweite Zufuhröffnung 17 und eine erste Zufuhröffnung 18 sind in den äußeren Wandbereichen des Zylinderkörpers 1 geformt, so daß das Innere des Behälters mit der zweiten Zufuhrkammer 15 und der ersten Zufuhrkammer 16 in dem Zylinderbohrloch 1a in Verbindung steht.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel eines BBW Systems, das den Hauptzylinder 30 verwendet, der wie oben beschrieben angeordnet ist, als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Systemkonfiguration wird untenstehend beschrieben.

In Fig. 2 ist ein Bremspedal 34 mit dem oben beschriebenen ersten Kolben 2 des Hauptzylinders 30 über eine Stößelstange 35 verbunden. In dem Fall eines H-artigen Bremsleitungssystems, zum Beispiel, ist die zweite Leitungsöffnung 19 mit dem proximalen Ende der Vorderleitung 31 verbunden, deren anderes Ende verzweigt ist und mit dem vorderen rechten und linken Rad verbunden ist. Die erste Leitungsöffnung 20 ist mit dem proximalen Ende der rückwärtigen Leitung 32 verbunden, deren anderes Ende verzweigt ist und mit dem rückwärtigen rechten und linken Rad verbunden ist.

In bezug auf die Radzylinderseitenanordnung in Fig. 2 sind nur Einrichtungen gezeigt, die mit der rückwärtigen linken Leitung 32L verbunden sind, um aus Erklärungsgründen einfach zu bleiben, und diese werden unten beschrieben.

Unter Bezug auf Fig. 2 ist das System so angeordnet, daß, wenn das Bremspedal 34 niedergedrückt wird, eine Eingabe entsprechend der Menge des Niederdrückens des Bremspedals 34 in den Hauptzylinder 30 durch die Stößelstange 35 eingegeben wird. Fluiddrücke, die in dem Hauptzylinder 30 auf der Basis der Eingabe erzeugt werden, werden jeweils zu der vorderen Leitung 31 übertragen und der rückwärtigen Leitung 32 von der zweiten Leitungsöffnung 19 und der ersten Leitungsöffnung 20. Ein Hauptzylinder-Fluiddrucksensor 36 ist mit der rückwärtigen Leitung 32 verbunden, um den Fluiddruck des hydraulischen Fluids zu erfassen, der in dem Hauptzylinder 30 erzeugt wird und an die rückwärtige Leitung 32 übertragen wird. Der Sensor 36 für den Fluiddruck des Hauptzylinders gibt ein Signal Sb des Fluiddrucks des Hauptzylinders an eine Regelung 37 als ein Signal der Betätigungsmenge des Bremspedals aus.

Die rückwärtige Leitung 32 ist in eine rückwärtige rechte Leitung 32R und rückwärtige linke Leitung 32L verzweigt. Das distale Ende der rückwärtigen rechten Leitung 32R und das distale Ende der rückwärtigen linken Leitung 32L sind mit jeweiligen gerichteten Regelventilen verbunden. Ein gerichtetes Regelventil 39, das mit dem distalen Ende der rückwärtigen linken Leitung 32L verbunden ist, wird durch ein Regelsignal Sq des gerichteten Regelventils von der Regelung 37 geregelt. Wenn das BBW System sich außer Betrieb oder in einem nicht arbeitenden Zustand befindet, sieht das gerichtete Regelventil 39 eine Verbindung zwischen der rückwärtigen linken Leitung 32L und der Radzylinderleitung 48 vor. Wenn sich das BBW System in einem Betriebszustand befindet, sieht das gerichtete Regelventil 39 eine Verbindung zwischen einer Leitung einer externen Fluiddruckquelle 47 (wird später beschrieben) und der Radzylinderleitung 48 vor. Ein Sensor 49 für den Fluiddruck des rückwärtigen Radzylinders ist mit der Radzylinderleitung 48 verbunden, um den Fluiddruck in der Radzylinderleitung 48 zu erfassen und ein Signal Sw, das den Radzylinderfluiddruck angibt, an die Regelung 37 auszugeben.

Eine externe Quelle für die Fluiddruckzufuhr 50 erzeugt ein vorverdichtetes hydraulisches Fluid, getrennt von dem Hauptzylinder 30. Die Quelle 50 für die externe Fluiddruckzufuhr umfaßt eine Pumpe 41, einen Pumpenantriebsmotor 43, einen Behälter 42 für das hydraulische Fluid, und einen Akkumulator 40, der ein hydraulisches Fluid unter hohem Druck enthält. Die Regelung 37 regelt den Fluiddruck in dem Akkumulator 40, indem der Pumpenantriebsmotor 43 auf der Basis der Ausgabe eines Sensors 44 für den Akkumulatorfluiddruck angetrieben wird, so daß das hydraulischen Fluid, das bis zu einem Niveau unter einen Druck gesetzt wird, der höher ist als ein vorbestimmter Fluiddruck, der sich stets in dem Akkumulator 40 befindet.

Ein Fluiddruckregelungsventil 38, das ein Dreiöffnungs-, Dreipositionsmagnetventil verwendet, wird durch ein Signal Sp der Regelung des Fluiddruckregelventils geregelt, das von der Regelung 37 ausgegeben wird, um den Fluiddruck der Radzylinderseite anzuheben, zu halten oder zu reduzieren, gemäß der Position des Fluiddruckregelungsventils 38.

Das Folgende ist eine Beschreibung des Betriebs des Hauptzylinders 30 gemäß der vorliegenden Erfindung, der wie oben beschrieben angeordnet ist, und des Betriebs des BBW Systems, das den Hauptzylinder 30 gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.

Wenn sich das BBW System in einem normalen Betriebszustand befindet, ist die Verbindung zwischen jedem Vorderradzylinder (nicht gezeigt) und der zweiten Druckkammer 11 durch den Betrieb des gerichteten Regelventils (nicht gezeigt), das in dem BBW System vorgesehen ist, unterbrochen. Die Verbindung zwischen dem rückwärtigen Radzylinder 33 und der ersten Druckkammer 12 ist durch die Betätigung des gerichteten Regelventils 39 unterbrochen. In diesem Zustand sind die externe Leitung 47 für die Fluiddruckquelle und die Radzylinderleitung 48 miteinander in Verbindung.

Daher, wenn der Fahrzeuglenker das Bremspedal 34 niederdrückt, und somit ein Fluiddruck in dem Hauptzylinder 30 erzeugt wird, wird der Fluiddruck nicht direkt an den Radzylinder 33 übertragen. Der Fluiddruck wird jedoch an die rückwärtige Leitung 32 übertragen, und der Hauptzylinder- Fluiddrucksensor 36 erfaßt ihn und gibt ein Hauptzylinder- Fluiddrucksignal Sb an die Regelung 37 aus. Die Regelung 37 erkennt, daß das Bremspedal 34 niedergedrückt wird. Dann gibt die Regelung 37 ein Signal für die Fluiddruckregelung der Ventilregelung Sp an das Fluiddruckregelungsventil 38 aus, so daß die Akkumulatorleitung 45 und die externe Fluiddruckquellenleitung 47 miteinander in Verbindung stehen. Als Ergebnis stehen die Akkumulatorleitung 45 und die externe Fluiddruckquellenleitung 47 miteinander in Verbindung.

Folglich fließt das hydraulische Fluid unter hohem Druck in dem Akkumulator 40 in den Radzylinder 33, so daß Fluiddruck darauf aufgebracht wird. Daher werden die Bremsen auf das Rad aufgebracht.

Der Fluiddruck in der Radzylinderleitung 48 wird an die Regelung 37 durch den Sensor 49 für den Radzylinderfluiddruck zurückgeführt. Wenn der Fluiddruck in der Radzylinderleitung 48 bis zu einem Fluiddruck ansteigt, der dem Hauptzylinder- Fluiddrucksignal Sb entspricht, setzt die Regelung 37 das Fluiddruckregelungsventil 38 in die Halteposition auf "hold". Somit wird der Fluiddruck in der Radzylinderleitung 48 auf einem Fluiddruck gehalten, der dem Hauptzylinder- Fluiddrucksignal Sb entspricht.

Wenn der Fahrzeuglenker aufhört, das Bremspedal 34 niederzudrücken, wird der Fluiddruck, der in dem Hauptzylinder 30 erzeugt wird, reduziert. Der Hauptzylinder- Fluiddrucksensor 36 erfaßt das Verringern des Fluiddrucks. Somit erkennt die Regelung 37, daß die Kraft des Niederdrückens von dem Bremspedal 34 entfernt wurde. Dann bewirkt die Regelung 37 eine Regelung, so daß die Leitung 46 des hydraulischen Fluidbehälters und die Leitung 47 der externen Fluiddruckquelle miteinander in Verbindung stehen. Folglich wird der Fluiddruck in dem Radzylinder 33 reduziert und die Bremsen, die auf das Rad aufgebracht worden sind, werden wieder entfernt.

Der Betrieb, der in dem Hauptzylinder 30 stattfindet, ist wie folgt. Wenn sich das BBW System in einem normalen Betriebszustand befindet, wird, wenn der Fahrzeuglenker das Bremspedal 34 niederdrückt, eine Eingabe entsprechend der Menge des Niederdrückens des Bremspedals 34 an den ersten Kolben 2 durch die Stößelstange 35 von der Öffnungsseite des Zylinderbohrlochs 1a des Zylinderkörpers 1 übertragen.

Folglich wird der erste Kolben 2 nach links gedrückt, wie in Fig. 1 zu sehen ist, was bewirkt, daß ein Fluiddruck in der ersten Druckkammer 12 erzeugt wird.

Die Verbindung zwischen der ersten Druckkammer 12 und dem Radzylinder 33 ist jedoch durch das gerichtete Regelungsventil 39 unterbrochen. Daher fließt im wesentlichen kein hydraulisches Fluid von der ersten Druckkammer 12 aus. Entsprechend gibt es keine Änderung im Volumen der ersten Druckkammer 12. Somit wird die Eingabe, die an den ersten Kolben 2 übertragen wird, an das Rückseitenstück 4 des zweiten Kolbens des zweiten Kolbens A durch die erste Druckkammer 12 übertragen.

In dem Hauptzylinder 30 wird die Eingabe von dem Rückseitenstück 4 des zweiten Kolbens an die erste Reaktionsfeder 6 übertragen, die Halterung 14 der Reaktionsfeder, die zweite Reaktionsfeder 5 und das Vorderseitenstück 3 des zweiten Kolbens, nacheinander, was bewirkt, daß das Vorderseitenstück 3 des zweiten Kolbens nach links gedrückt wird, wie in Fig. 1 zu sehen ist. Folglich wird ein Fluiddruck auch in der zweiten Druckkammer 11 erzeugt. Die Verbindung zwischen der zweiten Druckkammer 11 und jedem Vorderradzylinder (nicht gezeigt) ist jedoch durch das gerichtete Regelungsventil (nicht gezeigt) unterbrochen. Daher fließt im wesentlichen kein hydraulisches Fluid von der zweiten Druckkammer 11 aus. Entsprechend gibt es keine Änderung im Volumen der zweiten Druckkammer 11 und das Vorderseitenstück 3 des zweiten Kolbens verschiebt sich im wesentlichen nicht.

Entsprechend bewirkt die oben beschriebene Eingabe, daß das Rückseitenstück 4 des zweiten Kolbens nach links gleitet, wie in Fig. 1 zu sehen ist, und somit die erste Reaktionsfeder 6 und die zweite Reaktionsfeder 5 komprimiert. Folglich reduziert sich das Volumen der zweiten Zufuhrkammer 15, was zu einer Änderung in der axialen Länge des zweiten Kobens A führt. Zu dieser Zeit wird das hydraulische Fluid, das die zweite Zufuhrkammer 15 füllt, in den Behälter (nicht gezeigt) durch die zweite Zufuhröffnung 17 geschickt, wenn das Rückseitenstück 4 des zweiten Kolbens sich verschiebt.

Die Reaktionskraft der ersten Reaktionsfeder 6 wurde ausreichend geringer gewählt als diejenige der zweiten Reaktionsfeder 5. Entsprechend wird die erste Reaktionsfeder 6 mehr als die zweite Reaktionsfeder 5 zusammengedrückt, wenn das Rückseitenstück 4 des zweiten Kolbens sich verschiebt.

Das Rückseitenstück 4 des zweiten Kolbens kommt möglicherweise in Berührung mit der Halterung 14 der Reaktionsfeder, wenn es weiter nach links gleitet, wie in Fig. 1 zu sehen ist. Folglich wird die erste Reaktionsfeder 6 nicht weiter komprimiert, und nur die zweite Reaktionsfeder 5 wird weiter komprimiert.

Wenn das Rückseitenstück 4 des zweiten Kolbens in Kontakt mit der Halterung 14 der Reaktionsfeder kommt, und somit die erste Reaktionsfeder 6 nicht mehr komprimiert wird und nur die zweite Reaktionsfeder 5 weiter komprimiert wird, wie oben festgestellt wurde, gibt es eine Änderung in der Reaktionskraft, die durch die erste Reaktionsfeder 6 und die zweite Reaktionsfeder 5 erzeugt wird. Diese Änderung in der Reaktionskraft wird als Änderung der Pedalantwort durch den Fahrzeuglenker empfunden, der das Bremspedal 34 betätigt.

Somit arbeitet der Hauptzylinder gemäß der vorliegenden Erfindung als ein Hubsimulator, solange sich das BBW System in einem normalen Betriebszustand befindet. Da der Hauptzylinder gemäß der vorliegenden Erfindung zusätzlich mit einer Funktion versehen ist, die einem Akkumulator äquivalent ist, ohne eine zusätzliche Kolbendichtung vorzusehen, ist der Anfangsfluiddruck nicht von demjenigen eines herkömmlichen Hauptzylinders verschieden. Entsprechend ist es möglich, ein günstigeres Gefühl für das Bremspedal zu erhalten, als in dem Fall des Fluiddruck absorbierenden Typs.

Auf der anderen Seite, in dem Fall, in dem ein Versagen in dem BBW System auftritt, und folglich der Fluiddruck in dem Radzylinder 33 nicht ansteigt, wenn das Bremspedal 34 niedergedrückt wird, wird der Betrieb des gerichteten Regelventils (nicht gezeigt) für die vordere Leitung 31, die in dem BBW System vorgesehen ist, gestrichen, so daß die Vorderradzylinder (nicht gezeigt) und die zweite Druckkammer 11 miteinander in Verbindung stehen. Ähnlicherweise wird der Betrieb des gerichteten Regelventils 39 für die rückwärtige Leitung 32, die in dem BBW System vorgesehen ist, gestrichen, so daß der rückwärtige Radzylinder 33 und die erste Druckkammer 12 miteinander in Verbindung stehen.

In diesem Zustand, wenn eine Eingabe entsprechend der Menge des Niederdrückens des Bremspedals 34 an den ersten Kolben 2 durch die Stößelstange 35 von der Öffnungsseite des Zylinderbohrlochs 1a des Zylinderkörpers 1 übertragen wird, wird ein Fluiddruck in der ersten Druckkammer 12 erzeugt, und dieser wird an den rückwärtigen Radzylinder 33 von der ersten Leitungsöffnung 20 übertragen, was bewirkt, daß die Bremsen auf jedes rückwärtige Rad aufgebracht werden. Weiterhin drückt der Fluiddruck das Rückseitenstück des zweiten Kolbens 4 des zweiten Kolbens A.

Das gedrückte Rückseitenstück 4 des zweiten Kolbens verschiebt sich nach links, wie in Fig. 1 zu sehen ist, drückt dabei die erste Reaktionsfeder 6 und die zweite Reaktionsfeder 5 zusammen. Die komprimierte erste Reaktionsfeder 6 und zweite Reaktionsfeder 5 drücken das Vorderseitenstück 3 des zweiten Kolbens so, daß es nach links, wie in Fig. 1 zu sehen ist, gleitet, was bewirkt, daß ein Fluiddruck in der zweiten Druckkammer 11 erzeugt wird. Der Fluiddruck, der in der zweiten Druckkammer 11 erzeugt wird, wird an die Vorderradzylinder (nicht gezeigt) übertragen von der zweiten Leitungsöffnung 19, was bewirkt, daß die Bremsen auf die Vorderräder aufgebracht werden.

Somit stellt der Hauptzylinder gemäß der vorliegenden Erfindung die gleiche Funktionalität her, wie, der Hauptzylinder einer herkömmlichen hydraulischen Bremse, wenn ein Versagen in dem BBW System auftritt.

Gemäß dieser Ausführungsform ist das Zylinderbohrloch 1a nicht ein gestuftes Bohrloch und ist daher einfach durch Bearbeitung herzustellen, wie im Fall des herkömmlichen Hauptzylinders. Wenn die Handlung des Einlassens von hydraulischem Fluid und Auslassens von Luft ausgeführt werden soll, fließt das hydraulische Fluid von dem Behälter in die zweite Zufuhrkammer 15, die die Simulatorfunktion übernimmt, und fließt von dort in die zweite Druckkammer 11 und die erste Druckkammer 12. Daher ist die Einlaßhandlung für das hydraulische Fluid und Luftablaßhandlung so einfach, wie im Fall des herkömmlichen Hauptzylinders.

Bei dem Tandemhauptzylinder einer hydraulischen Bremse hat der ersten Kolben normalerweise einen weiteren verschiebbaren Bereich als derjenige es ist des zweiten Kolbens. Daher, wenn der erste Kolben mit der Kontraktions-Extensionsfunktion (Simulatorfunktion) versehen ist, muß die erste Druckpfanne weiter weg von der ersten Zufuhröffnung angebracht werden als in dem Fall, in dem der zweite Kolben mit der Kontraktions- Extensionsfunktionalität versehen ist, um zu verhindern, daß die erste Druckpfanne beschädigt wird, wenn sie an der ersten Zufuhröffnung vorbeiläuft. Zusätzlich, da das Betätigen der Stößelstange, um den ersten Kolben zu drücken, eine Handlung des leichten Hebens des ersten Kolbens umfaßt, in anderen Worten, die Druckkraftrichtung nicht stationär mit der Achse des ersten Kolbens ausgerichtet ist, wenn der erste Kolben mit der Kontraktions-Extensionsfunktionalität versehen ist, ist es nötig, daß die axiale Länge des Druckpfannenhalterungsbereichs des ersten Kolbens auf eine Länge festgesetzt wird, die näherungsweise gleich dem Abstand zwischen dem ersten Kolbenpfannenhaltebereich und dem ersten Druckpfannenhaltebereich des herkömmlichen ersten Kolbens ist, um das Heben zu eliminieren. Folglich wird die Gesamtlänge des Hauptzylinders unerwünschterweise lang. Im Gegensatz dazu ermöglicht es die vorliegende Erfindung, daß die Gesamtlänge des Hauptzylinders verringert wird, da der zweite Kolben so angeordnet wird, daß er in der axialen Länge variabel ist.

Es ist von einem Gesichtspunkt des Pedalgefühls aus vorzuziehen, daß die Pedalbetätigung durch eine Hysterese begleitet wird. Wenn der erste Kolben mit der Hubsimulatorfunktion versehen wird, kann nur der Verschiebewiderstand der ersten Druckpfanne verwendet werden, um die Hysterese vorzusehen. In diesem Hinblick ist in der vorliegenden Erfindung der zweite Kolben mit der Hubsimulatorfunktion versehen. Daher ist es möglich, die Verschiebewiderstände der ersten Kolbenpfanne und der zweiten Druckpfanne zusätzlich zu den obigen zu verwenden. Dies ist günstig für das Justieren der Hysterese.

Obwohl die Erfindung in Verbindung mit einem Tandemhauptzylinder beschrieben ist, ist zu verstehen, daß die Erfindung auch auf einen Hauptzylinder anwendbar ist, der einen einzigen Kolben hat.

Obwohl diese Ausführungsform einen Tandemhauptzylinder verwendet, in dem mittlere Ventile für sowohl die erste als auch die zweite Seite verwendet werden, sollte bemerkt werden, daß die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise darauf beschränkt ist, sondern auch auf einen herkömmlichen Hauptzylinder angewendet werden kann, einen Plunger- Hauptzylinder oder einen Composit-Hauptzylinder, der gebildet ist, indem ein herkömmlicher und ein Plunger-Hauptzylinder kombiniert werden. Kurz, die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf jeden Tandemhauptzylinder, der einen zweiten Kolben hat.

Weiterhin werden in dieser Ausführungsform Federn als elastische Elemente verwendet, um zu erlauben, daß der zweite Kolben eine vorbestimmte axiale Länge von ihm gemäß einer Eingabe variiert, die darauf angewendet wird, während die Reaktionskraft gehalten wird, und um zu erlauben, daß der zweite Kolben auf die vorbestimmte axiale Länge zurückgesetzt wird, wenn das Aufbringen der Eingabe beendet wird. Die elastischen Elemente sind jedoch nicht notwendigerweise auf Federn beschränkt, sondern können Gummielemente oder ähnliches sein.

Obwohl elastische Elemente in dieser Ausführungsform verwendet werden, ist die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die Anordnung so sein, daß kein elastisches Element in der zweiten Zufuhrkammer vorgesehen ist, sondern ein Akkumulator auf der Behälterseite der zweiten Zufuhröffnung vorgesehen ist, und wenn das Rückseitenstück des ersten Kolbens und des zweiten Kolbens durch eine Eingabe entsprechend der Menge des Niederdrückens des Bremspedals gedrückt werden, bewegt sich hydraulisches Fluid in der zweiten Zufuhrkammer zu dem Akkumulator durch die zweite Zufuhröffnung, was bewirkt, daß die axiale Länge des zweiten Kolbens variiert, und wenn das Aufbringen der Eingabe beendet wird, wird das hydraulische Fluid an die zweite Zufuhrkammer durch die zweite Zufuhröffnung zurückgeführt durch die Reaktionskraft, die durch den Akkumulator erzeugt wird, was bewirkt, daß die zweite Zufuhrkammer auf die vorherige axiale Länge zurückgesetzt wird.

Obwohl diese Ausführungsform ein H-artiges Leitungssystem verwendet, das die zweite Druckkammer und die erste Druckkammer mit den zwei Vorderrädern und den zwei rückwärtigen Rädern jeweils verbindet, ist die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise darauf beschränkt. Es ist auch möglich, ein X-artiges Leitungssystem zu verwenden, in dem die zweite Druckkammer mit einem Vorderrad und einem rückwärtigen Rad auf der gegenüberliegenden Seite zu diesem Vorderrad verbunden ist, und die erste Druckkammer mit dem anderen Vorderrad und dem anderen Hinterrad verbunden ist. Andere Leitungssysteme sind auch verwendbar.

Wie oben festgestellt wurde, ist die vorliegende Erfindung wünschenswerterweise als Tandemhauptzylinder ausgeführt, wobei ein erster Kolben und ein zweiter Kolben unabhängig voneinander gleitbar in einem Zylinderbohrloch angebracht sind, von dem ein Ende geschlossen ist, in Serie in der axialen Richtung des Zylinderbohrlochs, so daß in dem Zylinderbohrloch zwei unabhängige Fluiddruck erzeugende Kammern definiert werden, die mit Radzylindern jeweils verbunden sind. Der zweite Kolben, der näher an dem Boden des Zylinderbohrlochs plaziert ist als der erste Kolben, ist in der Lage, eine vorbestimmte axiale Länge davon gemäß einer Eingabe zu variieren, die darauf aufgebracht wird, während die Reaktionskraft gehalten wird, und wenn das Aufbringen der Eingabe beendet wird, wird der zweite Kolben zu der vorbestimmten axialen Länge zurückgesetzt. Somit ist es möglich, einen Hauptzylinder zu erhalten, der in der Lage ist, die Hubsimulatorfunktionalität zu realisieren, ohne die Notwendigkeit, die Struktur um das Bremspedal zu ändern, und ohne das Gefühl für das Bremspedal zu beeinträchtigen, der ferner einfach durch Bearbeitung zu bilden ist und auch das Einfüllen des hydraulischen Fluids und Ablassen von Luft erleichtert.

Es sollte bemerkt werden, daß die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt ist, sondern in einer Vielzahl von Wegen modifiziert werden kann, ohne aus dem Rahmen der vorliegenden Erfindung zu fallen.

Claims (11)

1. Hauptzylinder, umfassend:
einen Zylinder, der ein Zylinderbohrloch hat, wobei ein Ende davon geschlossen ist, um einen Boden zu bilden; und
mindestens einen Kolben, der verschiebbar in diesem Zylinderbohrloch angebracht ist, um teilweise eine erste Fluiddruck erzeugende Kammer zu definieren, die mit mindestens einem Radzylinder verbunden ist,
wobei der Kolben umfaßt:
ein Vorderseitenstück, das benachbart zu der Fluiddruck erzeugenden Kammer ist;
ein Rückseitenstück auf der Seite, die entfernt von dem Vorderseitenstück von der Fluiddruck erzeugenden Kammer ist;
Dichtungen, die durch das Vorderseitenstück und Rückseitenstück gehalten werden, um dazwischen eine Fluidzufuhrkammer für die Fluiddruck erzeugende Kammer zu definieren, wobei die Dichtung, die durch das Vorderseitenstück gehalten wird, die Fluiddruck erzeugende Kammer von der Fluidzufuhrkammer trennt; und
eine Einrichtung zur Verbindung des Vorderseitenstücks und des Rückseitenstücks, so daß sie erlaubt, daß der Abstand zwischen diesen Stücken beim Aufbringen einer Eingabekraft auf den Kolben reduziert wird, wobei eine Reaktionskraft ausgeübt wird, und so daß der ursprüngliche Abstand beim Beenden der Eingabekraft wieder hergestellt wird.

2. Hauptzylinder nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung ein elastisches Element umfaßt, das sich zwischen dem Vorderseitenstück und dem Rückseitenstück befindet.

3. Hauptzylinder nach Anspruch 2, wobei die Einrichtung einen Stopper umfaßt, der eine Relativbewegung des Vorderseitenstücks und des Rückseitenstücks weg voneinander über diesen ursprünglichen Abstand hinaus limitiert.

4. Hauptzylinder nach Anspruch 2, wobei das elastische Elemente eine Feder umfaßt.

5. Hauptzylinder nach Anspruch 2, wobei das elastische Elemente zwei Federn mit verschiedenen Federkonstanten umfaßt, die in Serie angeordnet sind, wobei eine Federhalterung zwischen sie gelegt ist.

6. Tandemhauptzylinder, umfassend:
einen Zylinder, der ein Zylinderbohrloch hat, von dem ein Ende geschlossen ist, so daß ein Boden gebildet wird; und
einen ersten und einen zweiten Kolben, die unabhängig voneinander verschiebbar in dem Zylinderbohrloch in Serie in der axialen Richtung des Zylinderbohrlochs angeordnet sind, so daß sie jeweils unabhängige erste und zweite Fluiddruck erzeugende Kammern teilweise definieren, die mit Radzylindern verbunden sind, wobei der zweite Kolben näher an dem Boden als der erste Kolben plaziert ist,
wobei der zweite Kolben umfaßt:
ein Vorderseitenstück, das neben der zweiten Fluiddruck erzeugenden Kammer ist;
ein Rückseitenstück auf der Seite des Vorderseitenstücks entfernt von der zweiten Fluiddruck erzeugenden Kammer;
eine Dichtung, die durch das Vorderseitenstück gehalten wird, so daß die zweite Fluiddruck erzeugende Kammer und eine Fluidzufuhrkammer für die zweite Fluiddruck erzeugende Kammer getrennt werden; und
eine Einrichtung zum Verbinden des Vorderseitenstücks und des Rückseitenstücks, so daß sie erlaubt, daß der Abstand zwischen diesen Stücken beim Aufbringen einer Eingabekraft auf den zweiten Kolben reduziert wird, während eine Reaktionskraft ausgeübt wird, und so daß der ursprüngliche Abstand beim Entfernen der Eingabekraft wieder hergestellt wird.

7. Hauptzylinder nach Anspruch 6, wobei die Einrichtung ein elastisches Element umfaßt, das sich zwischen dem Vorderseitenstück und dem Rückseitenstück befindet.

8. Hauptzylinder nach Anspruch 7, wobei die Einrichtung einen Stopper umfaßt, der die Relativbewegung des Vorderseitenstücks und des Rückseitenstücks weg voneinander über den ursprünglichen Abstand hinaus limitiert.

9. Hauptzylinder nach Anspruch 7, wobei das elastische Element eine Feder umfaßt.

10. Hauptzylinder nach Anspruch 7, wobei das elastische Element zwei Federn mit unterschiedlichen Federkonstanten umfaßt, die in Serie angeordnet sind, wobei eine Federhalterung zwischen sie gelegt ist.

11. Hauptzylinder nach Anspruch 6, wobei eine zweite Dichtung durch das Rückseitenstück gehalten wird, so daß die Fluidzufuhrkammer zwischen dem Vorderseitenstück und dem Rückseitenstück definiert wird.