DE10100217A1 - Scheibenbremsensystem für ein Fahrzeug mit super-magnetostriktivem Element - Google Patents

Abstract

Ein Druckreservoir zum Entspannen eines Versorgungsdruckes in einer Scheibenbremseneinheit umfasst: einen zweiten Kolben zur Bildung einer Fluidaufbewahrungskammer hinter einem Pumpenkolben einer Elektropumpe; eine Fluidrückholfeder zum Drücken des zweiten Kolbens in Richtung einer Seite eines Pumpenkolbens, um ein Fluid in der Fluidaufbewahrungskammer unter Druck zu setzen; und einen Fluidwiederauffüllpfad, der durch den Pumpenkolben ausgebildet ist, damit das Fluid in der Fluidaufbewahrungskammer in eine Pumpenkammer fließen kann, während sich der Pumpenkolben im Ansaughub befindet, wobei das Druckreservoir in die Elektropumpe eingebaut ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Scheibenbremsensystem für ein Fahrzeug, mit ei­ ner Elektropumpe als Quelle zur Erzeugung eines Fluiddruckes, um eine Scheiben­ bremseneinheit zu betreiben, in der ein Pumpenkolben durch ein super-magnetostrik­ tives Element, bzw. ein Element mit sehr starker Magnetostriktion hin- und herbewegt wird. Das super-magnetostriktive Element streckt sich, wenn ein magnetisches Feld an­ gelegt wird.

Bei herkömmlichen Bremssystemen wird die Bremsfunktion zunehmend "intelligenter", da Antiblockiersysteme und Traktionssteuersysteme verwendet werden. Da die Brems­ systeme zunehmend intelligenter werden, ist es unvermeidbar, dass die in den Brems­ systemen eingebauten Pumpen, die als Quelle zur Erzeugung eines Hydraulikdruckes dienen, elektrisch betätigt und miniaturisiert werden.

Aus diesem Grund wurden Elektropumpen vorgeschlagen, die eine Pumpeneinheit um­ fassen, um ein Fluid mittels einer hin- und hergehenden Bewegung eines in einem Ge­ häuse aufgenommenen Kolbens und eines festen Elements als Antriebsquelle für die Hin- und Herbewegung des Kolbens zu fördern, dessen Streck- und Zusammenziehbe­ wegungen elektrisch gesteuert werden können. Für diesen Fall wurden piezoelektrische Keramiken und super-magnetostriktive Elemente als feste Elemente vorgeschlagen, de­ ren Streck- und Zusammenziehbewegungen elektrisch gesteuert werden können (vgl. japanische Patentveröffentlichung Nr. H 07-167327 und japanische Patentveröffentli­ chung Nr. H 08-334082).

Fig. 5 zeigt ein herkömmliches Scheibenbremsensystem für ein Fahrzeug 5, bei dem der Hydraulikdruck einer Scheibenbremseneinheit 3 mittels einer elektrischen Pumpe 1, die piezoelektrische Keramiken verwendet, zugeführt werden soll.

Der Aufbau dieses Scheibenbremsensystems für das Fahrzeug 5 ist in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. H 08-085436 offenbart. Gemäß dieser Konstruktion wird die Elektropumpe 1 zur Steuerung des Hydraulikdruckes eines Antiblockier-Bremssystems verwendet.

Bei diesem Scheibenbremsensystem für ein Fahrzeug wird ein Hydraulikdruck in Ab­ hängigkeit von dem Weg, um den das Bremspedal niedergedrückt ist, beim Niederdrü­ cken des Bremspedals 7 der Scheibenbremseneinheit 3 über ein erstes elektromagneti­ sches Ventil 9 und einen Strömungsweg 15 zugeführt.

Des Weiteren überwacht eine Steuereinheit 11 mittels Radgeschwindigkeitssensoren an den jeweiligen Rädern, ob oder ob nicht sich das jeweilige Rad in einem blockierten Zu­ stand befindet. Wenn das Rad blockiert, öffnet die Steuereinheit ein zweites elektro­ magnetisches Ventil 12, so dass ein Betriebszylinderabschnitt der Scheibenbremsen­ einheit 3 mit einem Druckreservoir 13 verbunden wird, um so den Hydraulikdruck, mit dem die Scheibenbremseneinheit 3 beaufschlagt wird, zu verringern. Wenn umgekehrt der blockierte Zustand des Rades vorüber ist und der Versorgungsdruck der Scheiben­ bremseneinheit 3 nicht mehr ausreicht, oder wenn die Bremsen losgelassen werden, dann wird das Hydraulikfluid im Druckreservoir 13 über einen Strömungsweg 15 zurück­ geführt, der das erste elektromagnetische Ventil 9 und die Scheibenbremseneinheit 3 mit der elektrischen Pumpe 1 verbindet.

Die elektrische Pumpe 1 soll bestimmungsgemäß einen Pumpenkolben 1b mittels einer piezoelektrischen Keramik 1a, deren Streck- und Zusammenziehbewegungen sich in Abhängigkeit von den angelegten Spannungen ändert, hin- und herbewegen. Die an die piezoelektrische Keramik 1a angelegte Spannung wird durch die Steuereinheit 11 ge­ steuert, welche die Bremszustände überwacht.

Die Streck- und Zusammenziehbewegungen der piezoelektrischen Keramiken benötigen jedoch eine hohe Spannung, wodurch das Problem entsteht, dass die Energieversor­ gung und die Steuerschaltkreise, die zur Steuerung der Streck- und Zusammenziehbe­ wegungen der piezoelektrischen Keramik verwendet werden, groß werden.

Im Gegensatz dazu werden die Streck- und Zusammenziehbewegungen bei einem su­ per-magnetostriktiven Element durch Anlegen eines magnetischen Feldes von einer um das super-magnetostriktive Element herum angeordneten Spule erzeugt. Da nur ein elektrischer Strom mit niedriger Spannung der Spule zugeführt werden muss, können nach alledem die Energiequelle und der Steuerschaltkreis zur Steuerung der Streck- und Zusammenziehbewegungen des super-magnetostriktiven Elementes miniaturisiert werden.

Folglich weist das super-magnetostriktive Element Vorteile über die piezoelektrischen Keramiken als Antriebsquelle der elektrischen Pumpe des Fahrzeug-Bremssystems be­ züglich Gewichtsverringerung und Miniaturisierung auf, die beide als wesentliche, noch zu lösende Probleme betrachtet werden. Der Anmelder dieser Patentanmeldung unter­ nahm große Anstrengungen, um die Probleme zu analysieren und zu lösen.

Im Hinblick auf die Realisierung einer schnellen und glatten Rückkehr des Bremsschuhs bei einer Verringerung des Druckes oder beim Loslassen der Bremse ist eine Rück­ hohlfeder für die Bremsschuhe in der Scheibenbremseneinheit 3 eingepasst, um die Bremsschuhe in eine Richtung zu drücken, in welcher der Bremsschuh weg von der Bremsscheibe gedrückt ist. Die eingestellte Vorspannung dieser Rückhohlfeder für die Bremsschuhe muss so eingestellt sein, dass eine Vorspannung gleich der vorgegebe­ nen Vorspannung der in das Reservoir, in dem das darin aufgenommene Fluid unter Druck gesetzt wird, eingebauten Fluidrückholfeder so dazu addiert wird, dass die vorge­ gebene Vorspannung der Rückholfeder des Bremsschuhs nicht durch die Vorspannung der Fluidrückholfeder überwunden wird.

Bei einer herkömmlichen elektrischen Pumpe jedoch, bei der das feste Element, dessen Streck- und Zusammenziehbewegungen elektrisch gesteuert werden können, als An­ triebsquelle verwendet wird, wird ein an einen Fluideingang der Pumpe geleitetes, zu förderndes Fluid im Allgemeinen in einem Reservoir getrennt von der Pumpe aufbe­ wahrt, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Um das Reservoir mit der Pumpe zu verbinden, ist eine Leitung vorgesehen. Die Leitung zwischen dem Reservoir und der Pumpe ist gewöhn­ licherweise lang und aufgrund des Druckverlustes entlang der Leitung muss die Druck erzeugende Kraft der Fluidrückholfeder, die im Druckreservoir 13 vorgesehen ist, auf ei­ nen höheren Wert eingestellt werden. Da die Druck erzeugende Kraft der Fluidrückhol­ feder auf einen höheren Wert gesetzt werden muss, wird die vorgegebene Vorspannung der Fluidrückholfeder übermäßig groß und die entsprechende Vergrößerung der Rück­ holfeder des Bremsschuhs führt zu größeren und schwereren Bremseinheiten.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben genannten Probleme gemacht, wobei ein Ziel der Erfindung ist, ein Scheibenbremsensystem für ein Fahrzeug zu schaffen, das ein super-magnetostriktives Element verwendet, welches die Verringerung der Größe und des Gewichts des Gesamtsystems durch Verringerung der Größe und des Gewichts des Elektromotors und durch die Miniaturisierung der Rückhohlfeder des Bremsschuhs, die in die Scheibenbremseneinheit eingebaut werden muss, ermöglicht.

Im Hinblick auf die Erreichung der oben genannten Ziele der Erfindung ist gemäß einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung ein Scheibenbremsensystem für ein Fahrzeug vor­ gesehen, das ein super-magnetostriktives Element verwendet, welches umfasst: eine Scheibenbremseneinheit, welche einen Kolben zum Anpressen eines Reibklotzes ge­ gen einen Scheibenrotor mittels eines in einen Antriebszylinderabschnitt eingeleiteten Fluiddruckes und eine Klotzrückholfeder zum Drücken der Reibklötze in eine Richtung, in welcher der Reibklotz vom Scheibenrotor getrennt ist, aufweist; eine Elektropumpe zur Förderung eines Fluids in einer Pumpenkammer durch eine hin- und hergehenden Bewegung eines in einem Gehäuse aufgenommenen Pumpenkolbens, zur Hin- und Herbewegung des Pumpenkolbens mittels eines super-magnetostriktiven Elementes, das ausgebildet ist, sich zu strecken, wenn ein Magnetfeld anliegt, das in der Elektro­ pumpe vorgesehen ist, und zum Zuführen eines Fluiddruckes in den Antriebszylinderab­ schnitt als Antwort auf eine Größe eines elektrischen Stromes, der auf eine Spule ein­ wirkt, wenn die Bremsen betätigt sind; ein Druckreservoir, das mit einer Fluidaufbewah­ rungskammer zur Aufbewahrung des vom Antriebszylinderabschnitt aufgrund einer von der Klotzrückholfeder bei gelösten Bremsen erzeugten Druckkraft abgelassenen Fluids versehen ist; ein erstes elektromagnetisches Ventil zur Verbindung des Antriebszylin­ derabschnittes mit der Fluidaufbewahrungskammer des Druckreservoirs bei gelösten Bremsen; und eine Steuereinheit zur Steuerung der Elektropumpe und des elektromag­ netischen Ventils als Antwort auf die Bremszustände eines Bremsbetätigungsmittels; wobei das Fahrzeug-Scheibenbremsensystem ein super-magnetostriktives Element verwendet und dadurch gekennzeichnet ist, dass das Druckreservoir einen zweiten Kol­ ben zur Bildung der Fluidaufbewahrungskammer hinter dem Pumpenkolben der Elektro­ pumpe, eine Fluidrückholfeder zum Drücken des zweiten Kolbens zu einer Pumpenkol­ benseite, um das Fluid innerhalb der Fluidaufbewahrungskammer unter Druck zu setzen, und einen Fluidwiederauffüllpfad umfasst, der durch den Pumpenkolben ausgebil­ det ist, damit das Fluid in der Fluidaufbewahrungskammer in die Pumpenkammer strö­ men kann, wenn der Pumpenkolben sich im Einsaughub befindet, und dass das Druck­ reservoir so ausgebildet ist, dass es mit der Elektropumpe zusammenwirkt und einstü­ ckig innerhalb des Gehäuses aufgenommen ist.

Da gemäß dem obigen Aufbau die Elektropumpe, die als die Quelle zur Erzeugung ei­ nes Fluiddruckes dient, so aufgebaut ist, dass der Kolbenantriebsabschnitt zur Hin- und Herbewegung des Pumpenkolbens das super-magnetostriktive Element verwendet, bei dem die benötigten Hin- und Herbewegungen durch Betreiben der Spule mit einer nied­ rigen Spannung erzeugt werden, ist die Konstruktion zur Miniaturisierung der Energie­ versorgung und der Steuerschaltkreise geeignet, welche zur Steuerung des Pumpenbe­ triebes vorgesehen sind. Somit kann eine Verringerung der Größe und der Höhe der E­ lektropumpen über eine Miniaturisierung der Energieversorgung und der Steuerschalt­ kreise zum Pumpenantrieb erreicht werden.

Da außerdem eine Bauform verwendet wird, bei der das Druckreservoir in die elektri­ sche Pumpe eingebaut wird, kann die Rohrleitungslänge des Fluidwiederauffüllpfades zur Rückführung des in der Fluidaufbewahrungskammer des Druckreservoirs aufge­ nommenen Fluids zur Pumpenkammer der Elektropumpe im Vergleich zum Stand der Technik, bei dem das Druckreservoir außerhalb der Elektropumpe als getrenntes Bauteil vorgesehen ist, beträchtlich verringert werden. Die vorbestimmte Vorspannung der Flu­ idrückholfeder, die im Druckreservoir vorgesehen ist, wird dadurch reduziert, dass der Druckverlust entlang des Fluidwiederauffüllpfades durch Verringerung der Länge des Fluidwiederauffüllpfades verringert wird. Dadurch kann eine Verringerung der Größe und des Gewichts der Fluidrückholfeder erreicht werden.

Da die vorgegebene Vorspannung der Fluidrückholfeder des Druckreservoirs verringert wird, kann die vorgegebene Vorspannung der Klotzrückholfeder, die in der Scheiben­ bremseneinheit vorgesehen ist, dadurch reduziert werden, dass die vorgegebene Vor­ spannung der Fluidrückholfeder verringert wird. Dadurch kann des Weiteren eine Ver­ ringerung in der Größe und im Gewicht der Klotzrückholfeder erreicht werden. Somit kann eine Verringerung der Größe und des Gewichts des gesamten Bremssystems durch eine Verringerung der Größe und des Gewichts der Fluidrückholfeder und der Klotzrückholfeder erreicht werden.

Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung ist vorzugsweise ein Fahrzeug- Scheibenbremsensystem vorgesehen, welches ein super-magnetostriktives Element gemäß Anspruch 1 verwendet, wobei die Elektropumpe einen Druckspeicher, der über ein zweites elektromagnetisches Ventil mit einem Druckzuleitungspfad zur Förderung eines Fluiddruckes verbunden ist, um so über das zweite elektromagnetische Ventil mit einem Fluidausgang der Elektropumpe verbunden zu sein und um darin den von der E­ lektropumpe erzeugten Fluiddruck zu speichern, sowie ein drittes elektromagnetisches Ventil umfasst, um eine Verbindung zwischen dem Druckspeicher und dem Antriebszy­ linderabschnitt herzustellen und zu verschließen, wobei die Steuereinheit die Funktion des zweiten elektromagnetischen Ventils steuert, um den im Druckspeicher gespei­ cherten Druck beizubehalten, und das dritte elektromagnetische Ventil ansteuert, um die Scheibenbremseneinheit unter Verwendung des im Druckspeicher gespeicherten Dru­ ckes zu betätigen, wenn die Elektropumpe ausfällt.

Gemäß diesem Aufbau kann der Zuleitungsdruck zur Scheibenbremseneinheit selbst dann auf dem benötigten Druckpegel gehalten werden, wenn die Elektropumpe versagt, indem der im Druckspeicher gespeicherte Druck zugeführt wird. Dadurch kann eine gute Bremsleistung sichergestellt werden.

Des Weiteren ist gemäß einem dritten Gesichtspunkt der Erfindung vorzugsweise ein Fahrzeug-Scheibenbremsensystem vorgesehen, das ein super-magnetostriktives Ele­ ment verwendet, wie es gemäß dem ersten oder zweiten Gesichtspunkt der Erfindung beschrieben ist, wobei die Steuereinheit Ausgangssignale von einem Bremsbetriebsab­ schnitt und Ausgangssignale von einem Radgeschwindigkeitssensor eines Antiblockier­ bremssystems überwacht und es ermöglicht, dass die Scheibenbremseneinheit mittels des im Druckspeicher gespeicherten Druckes betätigt wird, wenn die Steuereinheit be­ stimmt, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht in Übereinstimmung mit dem Bremsbe­ triebszustand verringert wird.

Auf diese Weise kann ein Versagen der Elektropumpe erfasst werden, ohne dass zu­ sätzliches Gerät, wie beispielsweise ein Sensor, hinzugefügt werden muss, indem Signale vom Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor des Antiblockierbremssystems effizient verwendet werden. Dadurch ist das Bremssystem bezüglich der Betriebszuverlässigkeit überlegen und kann zu niedrigen Kosten hergestellt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Scheibenbremsen­ systems für ein Fahrzeug im Längsschnitt, wobei ein erfindungsgemäßes super- magnetostriktives Element verwendet wird.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht im Längsschnitt, in der eine Funktion eines Aufbaus erläutert ist, bei dem ein Druckreservoir außerhalb eines Elektromotors vorgesehen ist.

Fig. 3 zeigt eine Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Fahrzeug- Scheibenbremsensystems im Längsschnitt, welches ein erfindungsgemäßes super-magnetostriktives Element verwendet.

Fig. 4 zeigt eine Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines Fahrzeug- Scheibenbremsensystems im Längsschnitt, wobei ein erfindungsgemäßes su­ per-magnetostriktives Element verwendet wird.

Fig. 5 zeigt ein schematisches Diagramm, in dem der Aufbau eines Scheibenbrem­ sensystem für ein Fahrzeug dargestellt ist, welches eine herkömmliche Elektro­ pumpe verwendet.

GENAUE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen werden im Folgenden bevorzugte Ausführungsbeispiele eines Fahrzeug-Scheibenbremsensystems genau beschrieben, welches ein erfindungsgemäßes super-magnetostriktives Element verwendet.

Ausführungsbeispiel 1

Fig. 1 zeigt im Längsschnitt eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des Fahr­ zeug-Scheibenbremsensystems, das ein erfindungsgemäßes super-magnetostriktives Element verwendet.

Das Scheibenbremsensystem 21 umfasst einen Bremsbetätigungsabschnitt 23, der ein Bremsbetätigungsmittel, eine durch einen Fluiddruck betätigte Scheibenbremseneinheit 25, eine als Quelle zur Erzeugung eines Fluiddruckes dienende Elektropumpe 27, ein Druckreservoir 29 zum Ablassen eines der Scheibenbremseneinheit 25 zugeleiteten Fluiddruckes beim Lösen oder ähnlichem der Bremsen, ein erstes elektromagnetisches Ventil 30 zur Steuerung der Fluidströmung und ein Steuereinheit (ECU) 32 zur Steue­ rung der Funktionen der Elektropumpe 27 und des ersten elektromagnetischen Ventils 30.

Die Scheibenbremseneinheit 25 umfasst einen Kolben 25d zum Andrücken eines Rei­ bungsklotzes 25b gegen einen Scheibenrotor 25c mittels eines in einen Antriebszylin­ derabschnitt 25a geleiteten Fluiddruckes sowie eine Klotzrückholfeder 25f zum Drücken des Reibungsklotzes 25b in eine Richtung, in welcher der Reibungsklotz 25b vom Scheibenrotor 25c über eine mit dem Reibungsklotz 25b verbundene Einstelleinrichtung 25e getrennt wird.

Die Klotzrückholfeder 25f drückt den Reibungsklotz 25b in die Richtung, in welcher der Reibungsklotz 25b sich in Richtung weg vom Scheibenrotor 25c bewegt, wenn die Bremsen gelöst werden. Auf diese Weise wird ein Abstand C zwischen dem Reibklotz 25b und dem Scheibenrotor 25c sichergestellt.

Die Elektropumpe 27 umfasst einen Pumpenabschnitt 27d zum Fördern eines Fluids in eine Pumpenkammer 27c durch Hin- und Herbewegungen eines Pumpenkolbens 27b, der in einem Gehäuse 25a aufgenommen ist, sowie einen Kolbenantriebsabschnitt 28 mit einem super-magnetostriktiven Element 28a, das sich beim Anlegen eines elektro­ magnetischen Feldes streckt, sowie eine Spule 28b zum Anlegen eines magnetischen Feldes an das super-magnetostriktive Element, indem ein elektrischer Strom der Spule 28b zugeleitet wird, um den Pumpenkolben 27b hin- und her zu bewegen. Dabei leitet das super-magnetostriktive Element 28a einen Fluiddruck an den Antriebszylinderabschnitt 25a in Übereinstimmung mit der Größe eines elektrischen Stromes, der auf die Spule 28b wirkt, wenn die Bremsen betätigt werden.

Ein Endabschnitt des Pumpenkolbens 27b, der in eine anstoßende Position mit dem su­ per-magnetostriktiven Element 28a gebracht wird, wird mittels eines Federelementes 28c zur Seite des super-magnetostriktiven Element gedrückt, um so einen Normalzu­ stand zu erhalten, in dem der Endabschnitt an das super-magnetostriktive Element 28a stößt.

Das Federelement 28c dient auch als eine Vorspannungsfeder, um die Streckbewegung des super-magnetostriktiven Elementes 28a effizient zu machen.

Außerdem ist ein in der Pumpenkammer 28c vorgesehener Fluidausgang mit dem An­ triebszylinderabschnitt 25a über eine Rohrleitung 35 verbunden. Entlang der Rohrleitung 35 ist ein Rückschlag- oder Absperrventil 37 vorgesehen, um einen Rückwärtsfluss des Fluids vom Antriebszylinderabschnitt 25a zurück in die Pumpenkammer 27c zu verhin­ dern.

Das Druckreservoir 29 umfasst einen zweiten Kolben 29b zur Bildung einer Fluidaufbe­ wahrungskammer 29a hinter dem Pumpenkolben 27b der Elektropumpe 27, eine Fluid­ rückholfeder 29c zum Drücken des zweiten Kolbens 29b in Richtung einer Seite eines Pumpenkolbens 27b, um auf diese Weise das Fluid innerhalb der Fluidaufbewahrungs­ kammer 29a unter Druck zu setzen, sowie einen Fluidwiederauffüllpfad 29d, der durch den Pumpenkolben 27b ausgebildet ist. Das Druckreservoir 29 wirkt mit der Elektro­ pumpe 27 zusammen und ist einstückig innerhalb eines Gehäuses 27a ausgebildet.

Der Fluidwiederauffüllpfad 29d ist mit einem Rückschlag- oder Absperrventil 29e aus­ gestattet, das es dem Fluid innerhalb der Fluidaufbewahrungskammer 29a ermöglicht, in die Pumpenkammer 27c zu fließen, während sich der Pumpenkolben 27b im Ansaughub befindet.

Das erste elektromagnetische Ventil 30 ist ein überschaltbares elektromagnetisches Ventil mit zwei Öffnungen und zwei Stellungen, das entlang einer Rohrleitung 34 vorge­ sehen ist, um eine Verbindung zwischen dem Antriebszylinderabschnitt 25a und der Fluidaufbewahrungskammer 29a zu bilden. Das erste elektromagnetische Ventil 30 ver­ bleibt in einem Zustand, in dem die Rohrleitung 34 verschlossen ist, wenn die Bremsen betätigt werden, wie in der Abbildung gezeigt ist. Wenn dagegen die Bremsen gelöst werden, werden die Stellungen des elektromagnetischen Ventils 30 übergeschaltet, um auf diese Weise die Rohrleitung 34 zu öffnen und eine Verbindung zwischen dem An­ triebszylinderabschnitt 25a und der Fluidaufbewahrungskammer 29a herzustellen.

Die Steuereinheit 32 regelt die an die Spule 28b der Elektropumpe 27 anzulegende Spannung, so dass eine Bremskraft in Übereinstimmung mit der Betätigung der Bremse bereitgestellt wird. Die Steuereinheit 32 steuert außerdem das Überschalten des ersten elektromagnetischen Ventils 30 in Abhängigkeit des Ausgangssignals vom Bremsbetäti­ gungsabschnitt 23.

Da bei dem Fahrzeug-Scheibenbremsensystem 21, wie es oben beschrieben wurde, die Elektropumpe 27 mit der Quelle zur Erzeugung eines Fluiddruckes so aufgebaut ist, dass der Kolbenantriebsabschnitt 28 das super-magnetostriktive Element 28a verwen­ det, bei dem die benötigten Streck- und Zusammenzieh-Bewegungen durch Erregung der Spule 28b mit einer niedrigen Spannung erhalten werden, ist der Aufbau der Elekt­ ropumpe 27 zur Miniaturisierung der Energieversorgung und der Steuerschaltkreise, die zur Steuerung des Betriebs der Pumpe vorgesehen sind, geeignet. Dadurch wird eine Miniaturisierung der Energieversorgung und des Steuerschaltkreises zum Antrieb der Pumpe durch eine Verringerung der Größe und des Gewichts der Elektropumpe 27 er­ reicht.

Da außerdem das Druckreservoir 29 in die Elektropumpe 27 eingebaut ist, kann die Länge der Rohrleitung des Fluidwiederauffüllpfades 29d zur Rückführung des in der Fluidaufbewahrungskammer 29a des Druckreservoirs 29 aufbewahrten Fluids zurück in die Pumpenkammer 27c der Elektropumpe 27 beispielsweise im Vergleich zu einem Fall, in dem das Druckreservoir 29 außerhalb der Elektropumpe 27 als separates Teil vorgesehen ist, wie in Fig. 2 gezeigt ist, beträchtlich verkürzt werden. Außerdem kann die vorgegebene Vorspannung der Fluidrückholfeder 29c, die im Druckreservoir 29 vor­ gesehen ist, dermaßen verringert werden, dass der Druckverlust entlang des Fluidwie­ derauffüllpfades 29d durch die Verringerung der Länge des Fluidwiederauffüllpfades 29d verringert wird, wobei eine Reduzierung der Größe und des Gewichts der Flu­ idrückholfeder 29c erreicht werden kann.

Da außerdem die vorgegebene Vorspannung der Fluidrückholfeder 29c des Druckreser­ voirs 29 reduziert wird, kann auch die vorgegebene Vorspannung der Klotzrückholfeder 25f, die im Scheibenbremsensystem 25 vorgesehen ist, dermaßen verringert werden, dass die vorgegebene Vorspannung der Fluidrückholfeder 29c verringert wird. Dadurch kann eine Reduzierung der Größe und des Gewichts der Klotzrückholfeder 25f erreicht werden. Durch Verringerung der Größe und des Gewichts der Fluidrückholfeder 29c und der Klotzrückholfeder 25f kann eine Verringerung der Größe und des Gewichts des ge­ samten Bremssystems erreicht werden.

Ausführungsbeispiel 2

Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Scheibenbremsensystems für ein Fahrzeug, in dem ein erfindungsgemäßes super-magnetostriktives Element verwendet wird.

Das in Fig. 3 gezeigte Fahrzeug-Scheibenbremsensystem 41 weist zusätzlich zum Auf­ bau gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, einen Druckspeicher 43 zum Speichern von Fluiddrücken, ein zweites elektromagnetisches Ventil 45 und ein drittes elektromagnetisches Ventil 47 auf, die beide ausgebildet sind, Strömungswege zu öffnen und/oder zu schließen. Außerdem ist die Funktionalität der Steuereinheit 32 zur Steuerung des Betriebes des Druckreservoirs und des elektromag­ netischen Ventils 30 entsprechend den zusätzlichen Elementen verbessert.

Das zweite elektromagnetische Ventil 45 ist ein überschaltbares elektromagnetisches Ventil mit drei Anschlüssen und zwei Stellungen, das entlang einer Rohrleitung 35 zum Ableiten eines Fluiddruckes von einer Elektropumpe 27 angeordnet ist und normaler­ weise einen Zustand einnimmt, in dem die Rohrleitung 35 geöffnet ist. Wenn jedoch der im Druckspeicher 43 gespeicherte Druck auf einen vorbestimmten Wert oder unterhalb eines vorbestimmten Wertes sinkt, bewirkt das zweite elektromagnetische Ventil 45 eine Verbindung der mit dem Druckspeicher 43 verbundenen Rohrleitung 48 mit der Pumpenkammer 27c, um die von der Elektropumpe 27 ausgegebenen Fluiddrücke im Druckspeicher 43 zu speichern.

Das dritte elektromagnetische Ventil 47 ist ein überschaltbares elektromagnetisches Ventil mit zwei Anschlüssen und zwei Stellungen zum selektiven Überschreiten des Druckspeichers 43 und des Antriebszylinderabschnittes 25a zwischen einem Verbin­ dungszustand und einem Nichtverbindungszustand.

Die Steuereinheit 32 überwacht den im Druckspeicher 43 gespeicherten Druck mittels eines entlang der Rohrleitung 48 vorgesehenen Drucksensors 50 und schaltet die Stel­ lungen des zweiten elektromagnetischen Ventils 45 so um, dass ein Ausgang von der Elektropumpe 27 in den Druckspeicher 43 geleitet wird und dadurch der im Druckspei­ cher 43 gespeicherte Druck ausgeglichen wird, wenn der im Druckspeicher 43 gespei­ cherte Druck auf oder unter einen vorbestimmten Wert fällt.

Zusätzlich überwacht die Steuereinheit 32 auch eine durch die Scheibenbremseneinheit 25a erzeugte Bremskraft. Falls eine Bremskraft in Übereinstimmung mit einem Aus­ gangssignal vom Bremsbetätigungsabschnitt 23 nicht erhalten werden kann, bestimmt die Steuereinheit 32, dass ein Versagen der Elektropumpe 27 vorliegt, und steuert zum Zeitpunkt des Versagens der Elektropumpe 27 das dritte elektromagnetische Ventil so, dass es geöffnet wird und dadurch die Scheibenbremseneinheit 25 durch den im Druck­ speicher 43 gespeicherten Druck betrieben wird.

Selbst wenn die Elektropumpe 27 ausfällt, wird so beim Aufbau gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Versorgungsdruck der Scheibenbremseneinheit 25 auf den be­ nötigten Druckpegel gehalten, indem ihr der im Druckspeicher 43 gespeicherte Druck zugeleitet wird, wodurch eine gute Bremsleistung erhalten wird.

Ausführungsbeispiel 3

Fig. 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Scheibenbremsensystem für ein Fahr­ zeug, das ein erfindungsgemäßes super-magnetostriktives Element verwendet.

Das Fahrzeug-Scheibenbremsensystem 53 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel stellt eine weitere Verbesserung gegenüber dem Fahrzeug-Scheibenbremsensystem 41 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Beim dritten Ausführungsbeispiel überwacht die Steuereinheit 32 zur Steuerung der Funktionen der Elektropumpe 27 und der jeweiligen elektromagnetischen Ventile 30, 45, und 47 Ausgangssignale vom Bremsbetätigungsabschnitt 23 und Ausgangssignale von einem Radgeschwindigkeitssensor 55 eines Antiblockier-Bremssystems. Wenn festge­ stellt wird, dass das Fahrzeug nicht in Übereinstimmung mit dem Bremszustand abge­ bremst wird, betreibt die Steuereinheit 32 die Scheibenbremseneinheit 25 durch den im Druckspeicher 43 gespeicherten Druck.

Somit kann ein Versagen in der Elektropumpe 27 erfasst werden, ohne dass zusätzliche Gerätschaften, wie beispielsweise ein Sensor, verwendet werden, indem auf effektive Weise Signale vom Radgeschwindigkeitssensor 55 des Antiblockier-Bremssystems verwendet werden. Dadurch ist das Bremssystem bezüglich der Betriebszuverlässigkeit überlegen und kann mit niedrigen Herstellungskosten hergestellt werden.

Da gemäß dem erfindungsgemäßen Fahrzeug-Scheibenbremsensystem, welches das super-magnetostriktive Element verwendet, die als Quelle zur Erzeugung eines Flu­ iddruckes verwendete Elektropumpe so aufgebaut ist, dass der Kolbenantriebsabschnitt zur Hin- und Herbewegung des Pumpenkolbens das super-magnetostriktive Element verwendet, bei dem die benötigten hin- und hergehenden Bewegungen durch Erregen der Spule mit einer niedrigen Spannung erhalten werden, ist die Konstruktion zur Mini­ aturisierung der Energiezufuhr und des Steuerschaltkreises geeignet, die zur Steuerung der Pumpenfunktion vorgesehen sind. Daher wird eine Verringerung in der Größe und des Gewichts der Elektropumpe durch eine Miniaturisierung der Energieversorgung und des Steuerschaltkreises zum Antrieb der Pumpe erreicht werden.

Da außerdem eine Bauart verwendet wird, bei der das Druckreservoir in der Elektro­ pumpe eingebaut ist, kann eine Rohrleitungslänge eines Fluidwiederauffüllpfades zur Rückführung des in einer Fluidaufbewahrungskammer des Druckreservoirs aufbewahr­ ten Fluids zur Pumpenkammer der Elektropumpe im Vergleich zum Stand der Technik, bei dem das Druckreservoir außerhalb der Elektropumpe separat vorgesehen ist, be­ trächtlich verringert werden. Außerdem ist die vorgegebene Vorspannung einer Fluidrückholfeder, die im Druckreservoir vorgesehen ist, verringert, da der Druckverlust entlang des Fluidwiederauffüllpfades durch eine Verringerung der Länge des Fluidwie­ derauffüllpfades reduziert ist. Dadurch wird eine Verringerung in der Größe und im Ge­ wicht der Fluidrückholfeder erreicht.

Da die vorgegebene Vorspannung der Fluidrückholfeder des Druckreservoirs verringert wird, kann auch die vorgegebene Vorspannung der Klotzrückholfeder, die in der Schei­ benbremseneinheit vorgesehen ist, verringert werden. Dadurch wird eine zusätzliche Verringerung der Größe und des Gewichts der Klotzrückholfeder erreicht. Folglich kann eine Verringerung der Größe und des Gewichts des gesamten Bremssystems durch ei­ ne Verringerung der Größe und des Gewichts der Fluidrückholfeder und der Klotzrück­ holfeder erreicht werden.

Gemäß dem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung kann der Versorgungsdruck der Scheibenbremseneinheit auf dem benötigten Druckpegel gehalten werden, selbst wenn die Elektropumpe ausfällt, indem der im Druckspeicher gespeicherte Druck zugeführt wird, wodurch eine gute Bremsleistung erreicht wird.

Gemäß einem dritten Gesichtspunkt der Erfindung kann außerdem ein Versagen der E­ lektropumpe ohne zusätzliche Gerätschaften, wie beispielsweise einem Sensor, erfasst werden, indem Signale eines Radgeschwindigkeitssensors eines Antiblockier-Brems­ systems effizient verwendet werden, wodurch ein Bremssystem erhalten wird, dessen Betriebszuverlässigkeit überlegen ist und das sich mit geringen Kosten herstellen lässt.

Claims (3)

1. Fahrzeug-Scheibenbremsensystem, das ein super-magnetostriktives Element verwendet, umfassend:
eine Scheibenbremseneinheit mit einem Kolben zum Andrücken eines Reibklotzes gegen einen Scheibenrotor mittels eines Fluiddruckes, der in einen Antriebszylin­ derabschnitt geleitet wird, und mit einer Klotzrückholfeder zum Drücken des Reib­ klotzes in eine Richtung, in welcher der Reibklotz vom Scheibenrotor getrennt ist;
eine Elektropumpe zur Förderung eines Fluids in eine Pumpenkammer mittels ei­ ner hin- und hergehenden Bewegung eines in einem Gehäuse aufgenommenen Pumpenkolbens, wobei der Pumpenkolben mittels eines super-magnetostriktiven Elementes hin- und herbewegt wird, welches sich streckt, wenn ein magnetisches Feld angelegt wird, das in der Elektropumpe vorhanden ist, und wobei ein Fluid­ druck in den Antriebszylinderabschnitt als Antwort auf die Größe eines einer Spule zugeleiteten elektrischen Stromes geleitet wird, wenn die Bremsen betätigt sind;
ein Druckreservoir mit einer Fluidaufbewahrungskammer zur Aufbewahrung des vom Antriebszylinderabschnitt mittels einer von der Klotzrückholfeder erzeugten Druckkraft abgelassenen Fluids, wenn die Bremsen gelöst sind;
ein erstes elektromagnetisches Ventil, um den Antriebszylinderabschnitt mit der Fluidaufbewahrungskammer des Druckreservoirs zu verbinden, wenn die Bremsen gelöst sind; und
eine Steuereinheit zur Steuerung der Elektropumpe und des elektromagnetischen Ventils als Antwort auf Betriebszustände eines Bremsbetätigungsmittels,
wobei das Druckreservoir des Weiteren einen zweiten Kolben zur Ausbildung der Fluidaufbewahrungskammer hinter dem Pumpenkolben der Elektropumpe, eine Fluidrückholfeder zum Drücken des zweiten Kolbens zur Seite des Pumpenkol­ bens, um das Fluid in der Fluidaufbewahrungskammer unter Druck zu setzen, und einen Fluidwiederauffüllpfad aufweist, der durch den Pumpenkolben ausgebildet ist, damit das Fluid in der Fluidaufbewahrungskammer in die Pumpenkammer fließt, wenn sich der Pumpenkolben im Einsaughub befindet,
wobei das Druckreservoir mit der elektrischen Pumpe zusammenwirkt und einstü­ ckig innerhalb des Gehäuses eingebaut ist.

2. Fahrzeug-Scheibenbremsensystem mit einem super-magnetostriktiven Element nach Anspruch 1,
wobei die Elektropumpe des Weiteren einen Druckspeicher, der über ein zweites elektromagnetisches Ventil mit einem Druckversorgungspfad zur Förderung eines Fluiddruckes verbunden ist, um mit einem Fluidausgang der Elektropumpe über das zweite elektromagnetische Ventil so verbunden zu sein, dass im Druckspei­ cher Fluiddrücke speicherbar sind, die von der Elektropumpe erzeugt sind, und ein drittes elektromagnetisches Ventil aufweist, um eine Verbindung zwischen dem Druckspeicher und dem Antriebszylinderabschnitt herzustellen und zu verschlie­ ßen,
wobei die Steuereinheit die Funktion des zweiten elektromagnetischen Ventils so steuert, dass der im Druckspeicher gespeicherte Druck beibehalten wird, und bei einem Versagen der Elektropumpe das dritte elektromagnetische Ventil so steuert, dass die Scheibenbremseneinheit unter Verwendung des im Druckspeicher ge­ speicherten Druckes betrieben wird.

3. Fahrzeug-Scheibenbremsensystem mit einem super-magnetostriktiven Element nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Scheibenbremsensystem des Weiteren einen Radgeschwindigkeitssensor eines Antiblockier-Bremssystems umfasst, wobei die Steuereinheit Ausgangssignale von einem Bremsbetätigungsabschnitt und Ausgangssignale vom Radgeschwindigkeitssensor des Antiblockier- Bremssystems überwacht und die Scheibenbremseneinheit durch den im Druck­ speicher gespeicherten Druck betreibt, wenn die Steuereinheit feststellt, dass sich die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht in Übereinstimmung mit dem Bremsbetriebszu­ stand verringert.