DE102006000415A1

DE102006000415A1 - Elektromagnetisches Ventil zur Bremssteuerung

Info

Publication number: DE102006000415A1
Application number: DE102006000415A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Kariya Yoshikawa; Yozo Kariya Majima
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2005-08-26
Filing date: 2006-08-24
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2026-08-25
Also published as: US20070045581A1; JP2007055521A; DE102006000415B4; US7438276B2

Abstract

In einem Druckerhöhungssteuerventil 3 ist die Größe eines Spalts G zwischen einem Stößel 38 und einer Führung 32 0,2 mm oder größer, oder ein Verhältnis (do/ds) zwischen einen Durchmesser do einer Beschränkung 341a und einem Sitzdurchmesser ds ist 0,9 oder weniger. Ein Einstellen der Größe des Spalts G zwischen dem Stößel 38 und der Führung 32 auf 0,2 mm oder größer, kann Änderungen einer elektromagnetischen Kraft bezüglich eines Hubs S eines Ventilkörpers 331 verringern. Zusätzlich kann ein Einstellen des Verhältnisses (do/ds) zwischen dem Durchmesser do der Beschränkung 341a und dem Sitzdurchmesser ds auf 0,9 oder weniger, Änderungen einer Fluidkraft bezüglich des Hubs S des Ventilkörpers 331 erhöhen. Deshalb ist es leichter eine Beziehung zwischen der elektromagnetischen Kraft und einer Widerstandskraft zu erreichen, die erfordert ist, um eine lineare Steuerung eines Differenzialdruckbetrags zu ermöglichen, der zwischen einer stromaufwärtigen und einer stromabwärtigen Strömung erzeugt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Ventil, das in einem Betätigungselement für eine Hydraulikdrucksteuerung in einem Bremsgerät vorgesehen ist. Im Speziellen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein elektromagnetisches Ventil zur Bremssteuerung, welches einen Differenzialdruckbetrag linear steuern kann, der zwischen einer stromaufwärtigen und einer stromabwärtigen Strömung von diesem erzeugt wird.

Elektromagnetische Ventile, die in Betätigungselementen zur Hydraulikdrucksteuerung in einem Bremsgerät vorgesehen sind, waren typischerweise so entworfen, dass ein Differenzialdruckbetrag, der zwischen einer stromaufwärtigen und stromabwärtigen Strömung des elektromagnetischen Ventils erzeugt wird, variiert wird. Eine Methode beinhaltet eine EIN/AUS Einschaltsteuerung eines elektrischen Stroms, der zu einem Solenoid des elektromagnetischen Ventils strömt, das einen Differenzialdruckbetrag gemäß einem Einschaltdauerverhältnis erreicht.

Während solch einer Einschaltsteuerung kann jedoch ein Betriebsgeräusch aufgrund einer Pulsation eines Bremsfluiddrucks erzeugt werden. Deshalb wurde ein neues Verfahren ausprobiert, um eine lineare Steuerung des Differenzialdruckbetrags, der zwischen der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Strömung des elektromagnetischen Ventils erzeugt wird, gemäß einer elektromagnetischen Kraft zu ermöglichen, die auf das elektromagnetische Ventil aufgebracht wird.

Um eine lineare Steuerung des Differenzialdruckbetrags zu ermöglichen, der zwischen der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Strömung des elektromagnetischen Ventils erzeugt wird, muss die nachstehend beschriebene Beziehung zwischen einer elektromagnetischen Kraft für ein Anziehen eines Kolbens und der Summe aus einer Fluidkraft, die auf den Ventilkörper als eine Kraft wirkt, die der elektromagnetischen Kraft entgegenwirkt (nachstehend als eine „Widerstandskraft" bezeichnet) und einer Federkraft einer Feder für ein Vorspannen des Kolbens (solch eine Summe wird nachstehend als „Fluidkraft + Federkraft" (oder als eine „Widerstandskraft" bezeichnet)) erreicht werden.

9 ist ein charakteristisches Diagramm, das die Beziehung zwischen der elektromagnetischen Kraft und Fluidkraft + Federkraft darstellt. 10A bis 10C sind Diagramme, die Einflüsse auf den Ventilkörper zeigen, um die Beziehung in 9 zu erklären.

Wie 10A zeigt, sind die elektromagnetische Kraft und Fluidkraft + Federkraft gleich, wenn angenommen wird, dass der Ventilkörper bei einem vorbestimmten Gleichgewichtsabstand von einem Ventilsitz ist. Ein linear gesteuertes Ventil, das eine Differenzialdruckkraft gemäß der elektromagnetischen Kraft erzeugt, muss so entwickelt sein, dass der Ventilkörper zu der ursprünglichen Gleichgewichtsposition zurückkehrt. Das heißt, der Ventilkörper muss zu der ursprünglichen Gleichgewichtsposition zurückkehren, ungeachtet von Ungleichgewichten zwischen der elektromagnetischen Kraft und Fluidkraft + Federkraft, die durch externe Störungen hervorgerufen werden können, wie Fluktuationen in der Fluidkraft oder Fahrzeugvibrationen.

Deshalb, wenn man einen Gleichgewichtspunkt, wo die elektromagnetische Kraft und Fluidkraft + Federkraft gleich sind, wie in 9 gezeigt ist, als eine Referenzposition definiert, muss die elektromagnetische Kraft größer sein als Fluidkraft + Federkraft, um den Ventilkörper zurück zu der Ventilsitzseite hin zu ziehen, wenn der Ventilkörper sich in eine Richtung weg von dem Ventilsitz bewegt (in eine Richtung, die das Ventil öffnet). Alternativ müssen Fluidkraft + Federkraft größer sein als die elektromagnetische Kraft, um den Ventilkörper weg von dem Ventilsitz zu ziehen, wenn der Ventilkörper sich in einer dem Ventilsitz annähernden Richtung bewegt (in eine Richtung, die das Ventil schließt). In anderen Worten gesagt, müssen die Kraftbeziehungen erreicht werden, die durch Pfeile in 10B und 10C dargestellt sind.

Um solche Beziehungen zu erreichen, hat ein elektromagnetisches Ventil, das in der veröffentlichten Japanischen Patentanmeldung Nr. SHO-61-41123 offenbart ist, eine Endfläche, das heißt eine Anziehungsfläche, an einer Führung, die einen Kern bildet, der in einer konkave Form hergestellt ist. Ein Magnetismus bzw. ein magnetischer Fluss kann somit über einen breiten Bereich entweichen, wenn ein Ende eines Kolbens bzw. eines Stößels, der einen beweglichen Kern bildet, sich der Anziehungsfläche nähert. Als eine Folge werden Änderungen der Anziehungskraft bezüglich eines Ventilkörperhubs (ein Anziehungskraftgradient) sanfter als ein Gradient von Fluidkraft + Federkraft, wodurch somit die vorstehenden Beziehungen erhalten werden.

Ein elektromagnetisches Ventil, das in einer Japanischen Übersetzung der Internationalen PCT Anmeldung Nr. 2000-512585 beschrieben ist, hat eine halbkugelige Form, die durch Ausbilden eines Endes des zylindrischen Ventilkörpers, der an einem Ende des Kolbens bzw. Stößels vorgesehen ist, in eine kugelige Form erreicht wird. Dies erhöht wiederum einen Fluidkraftgradienten, wodurch somit die vorstehenden Beziehungen erreicht werden.

In dem elektromagnetischen Ventil, das in der veröffentlichten Japanischen Patentanmeldung Nr. SHO-61-41123 offenbart ist, ist jedoch eine komplizierte Bearbeitung erfordert, um die konkav geformte Anziehungsfläche der Führung zu erreichen, die den Kern bildet. Des Weiteren ist auch eine komplizierte Bearbeitung erfordert, um das halbkugelig geformte Ende des zylindrischen Ventilkörpers zu erreichen, der an einem Ende des Kolbens bzw. Stößels in dem elektromagnetischen Ventil vorgesehen ist, das in der Japanischen Übersetzung der Internationalen PCT Anmeldung Nr. 2000-512585 beschrieben ist. Deshalb tritt das Problem einer komplizierten Bearbeitung, um die vorstehenden Beziehungen zu erhalten, mit Bezug auf die elektromagnetischen Ventile in sowohl der veröffentlichten Japanischen Patentanmeldung Nr. SHO-61-41123 und der Japanischen Übersetzung der Internationalen PCT Anmeldung Nr. 2000-512585 auf.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein elektromagnetisches Ventil mit einer Struktur vorzusehen, die keine komplizierte Bearbeitung erfordert, um eine lineare Steuerung eines Differenzialdruckbetrags zu ermöglichen, der zwischen einer stromaufwärtigen und stromabwärtigen Strömung des elektromagnetischen Ventils erzeugt wird.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein linear gesteuertes elektromagnetisches Ventil für eine Bremssteuerung mit einem Stößel (38), der innerhalb einer becherförmigen Buchse (37) untergebracht ist, für ein gleitbares Betreiben innerhalb der Buchse (37) durch Erregung einer Spule (40) und mit einem Schaft (33), der einen kugelförmigen Ventilkörper (331) hat, für ein Bewegen gemäß dem Gleiten des Stößels (38) versehen. Des Weiteren ist eine Führung (32) mit einem Führungsloch (324) vorgesehen, die den Schaft (33) hält und diesen gleiten lässt, und eine Anziehungsfläche (322a) der Führung (32) ist in die Buchse (37) eingesetzt. Des Weiteren sind ein Sitzabschnitt (34), der einen Ventilsitz (342) hat, mit dem der Ventilkörper (331) in Kontakt kommt und von dem sich der Ventilkörper (331) trennt, und eine Verbindungspassage (341) vorgesehen, auf Basis des Kontakts und der Trennung des Ventilkörpers (331) bezüglich des Ventilsitzes (342) die öffnet und schließt. In solch einer Konstruktion bewirkt eine Anziehungskraft gemäß dem Erregungsstrom zu dem Stößel (38), dass der Ventilkörper (331) mit dem Ventilsitz in Kontakt kommt. Eine Widerstandskraft in der entgegengesetzten Richtung der Anziehungskraft zu dem Schaft (33) bewirkt, dass sich der Ventilkörper (331) von dem Ventilsitz (342) trennt. Durch die Anziehungskraft und die Widerstandskraft bewegt sich der Ventilkörper (331) über einen Bereich, wo ein Hub (S) des Ventilkörpers (331) von dem Ventilsitz (342) null bis zu einem maximalen Wert ist.

Des Weiteren verbleibt ein Spalt von 0,2 mm oder größer zwischen der Endfläche des Stößels (38) und der Anziehungsfläche (322a) der Führung (32), wenn der Ventilkörper (331) mit dem Ventilsitz (342) in Kontakt kommt. Über einen Bereich, wo ein Hub (S) des Ventilkörpers (331) von dem Ventilsitz (342) Null ist, bis zu einem maximalen Wert, hat eine Hubanziehungskraftcharakteristiklinie einen mäßigeren Gradienten als eine Hubwiderstandskraftcharakteristiklinie, die gemäß einem Anstieg eines Betrags einer elektromagnetischen Kraft ansteigt, und bewegt sich nach oben und nach unten gemäß einer aufgebrachten elektromagnetischen Kraft. Des Weiteren ist eine Anziehungskraft bei einem Maximalwert des Hubs in der Hubanziehungskraftcharakteristiklinie bei einem minimalen Wert der elektromagnetischen Kraft kleiner ein Punkt (a) einer minimalen Widerstandskraft der Hubwiderstandskraftcharakteristiklinie, und eine Anziehungskraft bei einem Nullwert des Hubs in der Hubanziehungskraftcharakteristiklinie bei einem maximalen Wert der elektromagnetischen Kraft ist größer als ein Punkt (b) einer maximalen Widerstandskraft der Hubwiderstandskraftcharakteristiklinie.

Wie vorstehend beschrieben ist, ermöglicht das Einstellen des Spalts zwischen der Endfläche des Stößels (38) und der Anziehungsfläche (322a) der Führung (32) auf 0,2 mm oder größer, Variationen der elektromagnetischen Kraft zu verringern, die den Stößel (38) während einer Erregung der Spule (40) gleiten lässt.

Deshalb hat, über einen Bereich, wo ein Hub (S) des Ventilkörpers (331) von dem Ventilsitz (342) Null ist bis zu einem maximalen Wert, eine Hubanziehungskraftcharakteristiklinie einen sanfteren bzw. gemäßigteren Gradienten als eine Hubwiderstandskraftcharakteristiklinie, und bewegt sich nach oben und nach unten gemäß einer aufgebrachten elektromagnetischen Kraft. Des Weiteren ist eine Anziehungskraft bei einem Maximalwert des Hubs in der Hubanziehungskraftcharakteristiklinie bei einem minimalen Wert der elektromagnetischen Kraft kleiner als ein Punkt (A) einer minimalen Widerstandskraft der Hubwiderstandskraftcharakteristiklinie, und eine Anziehungskraft bei einem Nullwert des Hubs in der Hubanziehungskraftcharakteristiklinie bei einem maximalen Wert der elektromagnetischen Kraft ist größer als ein Punkt (B) einer maximalen Widerstandskraft der Hubwiderstandskraftcharakteristiklinie. Dies kann dazu dienen, die Konstruktion eines elektromagnetischen Ventils zu vereinfachen, das den Differenzialdruckbetrag linear steuern kann, der zwischen der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Strömung erzeugt wird.

Demzufolge ist der Ventilkörper (331) in eine Kugel ausgebildet, die außerordentlich leicht hergestellt werden kann. Die Anziehungsfläche (322a) der Führung (32) ist auch flach ausgebildet, ohne einen konkaven Abschnitt, der schwierig herzustellen ist. Des Weiteren kann eine lineare Steuerung des Differenzialdruckbetrags erreicht werden, der zwischen der stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Strömung des elektromagnetischen Ventils erzeugt wird. Deshalb kann ein elektromagnetisches Ventil mit einer Struktur erreicht werden, die keine komplizierte Bearbeitung für eine lineare Steuerung eines Differenzialdruckbetrags erfordert, der zwischen einer stromaufwärtigen und einer stromabwärtigen Strömung erzeugt wird.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verbindungspassage (341) des Sitzes (34) mit einer Beschränkung (341a) ausgebildet, deren Passagenquerschnittfläche kleiner ist als andere Abschnitte der Verbindungspassage (341). Ein Kreisdurchmesser, der durch einen Kontaktabschnitt zwischen dem Ventilkörper (331) und dem Ventilsitz (342) ausgebildet ist, wenn der Ventilkörper (331) in Kontakt mit dem Ventilsitz (342) kommt, ist ein Sitzdurchmesser (ds). Des Weiteren ist ein Verhältnis (do/ds) zwischen einem Durchmesser (do) der Beschränkung (341a) und dem Sitzdurchmesser (ds) 0,9 oder weniger.

Wie vorstehend beschrieben ist, ermöglicht das Einstellen des Verhältnisses (do/ds) zwischen dem Durchmesser (do) der Beschränkung (341a) und dem Sitzdurchmesser (ds) auf 0,9 oder weniger, Variationen in einer Fluidkraft bezüglich dem Hub (S) des Ventilkörpers (331) zu erhöhen.

Deshalb hat, über einen Bereich, wo ein Hub (S) des Ventilkörpers (331) von dem Ventilsitz (342) Null ist bis zu einem maximalen Wert, eine Hubanziehungskraftcharakteristiklinie einen gemäßigteren bzw. sanfteren Gradienten als eine Hubwiderstandskraftcharakteristiklinie und bewegt sich nach oben und unten gemäß einer aufgebrachten elektromagnetischen Kraft. Des Weiteren ist eine Anziehungskraft bei einem Maximalwert des Hubs in der Hubanziehungskraftcharakteristiklinie bei einem minimalen Wert der elektromagnetischen Kraft kleiner als ein Punkt (A) einer minimalen Widerstandkraft der Hubwiderstandskraftcharakteristiklinie, und eine Anziehungskraft bei einem Nullwert des Hubs in der Hubanziehungskraftcharakteristiklinie bei einem maximalen Wert der elektromagnetischen Kraft ist größer als ein Punkt (B) einer maximalen Widerstandskraft der Hubwiderstandskraftcharakteristiklinie. Dies kann dazu dienen, die Konstruktion eines elektromagnetischen Ventils zu vereinfachen, das den Differenzialdruckbetrag linear steuern kann, der zwischen der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Strömung erzeugt wird.

Demzufolge ist der Ventilkörper (331) in eine Kugel ausgebildet, die außerordentlich leicht herzustellen ist. Die Anziehungsfläche (322a) der Führung (32) ist auch flach ausgebildet, ohne einen konkaven Abschnitt, der schwierig herzustellen ist. Des Weiteren kann eine lineare Steuerung des Differenzialdruckbetrags erreicht werden, der zwischen der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Strömung des elektromagnetischen Ventils erzeugt wird. Deshalb kann ein elektromagnetisches Ventil mit einer Struktur erreicht werden, das keine komplizierte Bearbeitung für eine lineare Steuerung eines Differenzialdruckbetrags erfordert, der zwischen einer stromaufwärtigen und stromabwärtigen Strömung erzeugt wird.

Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden vollständiger von der folgenden detaillierten Beschreibung verstanden, die mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen gemacht ist. In den Zeichnungen ist:
1 ein Blockdiagramm, das eine Blockstruktur eines Bremsgeräts zeigt, das mit einem elektromagnetischen Ventil für eine Bremssteuerung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist;
2 eine Ansicht einer Querschnittsstruktur, wenn ein Druckerhöhungssteuerventil in einem Gehäuse eines ABS-Betätigungselements angeordnet ist;
3A eine vergrößerte Ansicht um einen Ventilkörper in dem Druckerhöhungssteuerventil herum, das in 2 gezeigt ist;
3B ein Schaltmusterdiagramm eines Raums, der durch einen Abstand zwischen dem Ventilkörper und einem ersten Ventilsitz mittels einer ersten Verbindungspassage in einem Sitz hindurchgeht;
4 ein Graph, der die Ergebnisse einer Simulationsanalyse von Änderungen einer Fluidkraft bezüglich eines Hubs S des Ventilkörpers zeigt;
5 ein Graph, der Änderungen einer Widerstandskraft gemäß dem Hub S des Ventilkörpers zeigt;
6 ein Graph, der Änderungen einer elektromagnetischen Kraft gemäß einem Erregungsbetrag einer Spule zeigt;
7 ein Graph, der die Ergebnisse des Studierens einer Beziehung zwischen der elektromagnetischen Kraft und der Widerstandskraft zeigt, wenn die elektromagnetische Kraft (eine Anziehungskraft) in dem Druckerhöhungssteuerventil der ersten Ausführungsform geändert wird;
8 eine Querschnittsansicht eines Zustands, wo das Druckerhöhungssteuerventil durch Spulenerregung geschlossen ist;
9 ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen elektromagnetischen Kraft und Fluidkraft + Federkraft zeigt; und
10A bis 10C sind Diagramme, die Einflüsse auf einen Ventilkörper zeigen, um die Beziehung in 9 zu erklären.
Die vorliegende Erfindung wird weiter mit Bezug auf verschiedene Ausführungsformen und die Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
1 zeigt eine Leitungsanordnung eines Bremsgeräts, das mit einem elektromagnetischen Ventil für eine Bremssteuerung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist.
Wie in 1 gezeigt ist, verbindet eine Leitung A einen Hauptzylinder 1 (nachstehend als „M/C" bezeichnet) und einen Radzylinder 2 (nachstehend als „W/C" bezeichnet). Bremsfluid kann von der M/C-Seite zu der W/C-Seite über die Leitung A strömen. Ein Druckerhöhungssteuerventil 3 ist in der Leitung A für ein Steuern eines Verbindungszustands oder Differenzialdruckzustands der Leitung A vorgesehen. Es sei angemerkt, dass ein Rückschlagventil 31 in dem Druckerhöhungssteuerventil 3 umfasst ist, das nur ein Strömen von Bremsfluid von der W/C-Seite zu der M/C-Seite gestattet. Das Druckerhöhungssteuerventil 3 entspricht dem elektromagnetischen Ventil für eine Bremssteuerung der vorliegenden Erfindung, und wird später detailliert beschrieben.
Eine Leitung B, die mit einem Reservoir 4 verbunden ist, ist mit einem Abschnitt der Leitung A verbunden, der näher zu der W/C-Seite (einer stromabwärtigen Seite) ist als das Druckerhöhungssteuerventil 3. Ein Druckverringerungssteuerventil 5 ist in der Leitung B für ein Steuern eines offenen Zustands oder eines geschlossenen Zustands der Leitung B vorgesehen. Das Druckverringerungssteuerventil 5 wird zu einem geschlossenen Zustand während einem normalen Bremsen betätigt, und wird zu einem offenen Zustand bei einer druckverringernden Zeitabstimmung während einer ABS-Steuerung betätigt, sodass Bremsfluid in der Leitung A zu dem Reservoir 4 entweicht, wodurch ein W/C-Druck verringert wird.
Des Weiteren sind ein Abschnitt der Leitung A, der näher zu der M/C-Seite (einer stromaufwärtigen Seite) ist als das Druckerhöhungssteuerventil 3, und das Reservoir 4 über eine Leitung C verbunden. Eine Pumpe 6, die Bremsfluid, das in das Reservoir 4 entwichen ist, ansaugt und auslässt, ist in der Leitung C vorgesehen, um den Rückfluss von Bremsfluid zu der Leitung A zu ermöglichen.
Es sei angemerkt, dass in dem Bremsgerät, das wie vorstehend strukturiert ist, das Reservoir 4, die Pumpe 6, das Druckerhöhungssteuerventil 3 und das Druckverringerungssteuerventil 5 an einem Aluminiumgehäuse 7 befestigt sind (siehe 2). Demzufolge sind diese Elemente mit gewünschten Stellen der Leitungen A bis C verbunden, die durch Bohren des Gehäuses 7 ausgebildet sind. Ein ABS-Betätigungselement ist durch Integration des Gehäuses und dieser Elemente ausgebildet. Das Bremsgerät, das in 1 gezeigt ist, ist durch Verbinden des ABS-Betätigungselements, des M/C 1 und des W/C 2 mittels Anschlüssen (nicht dargestellt) gebildet, die in dem Gehäuse 7 ausgebildet sind.
2 zeigt eine Querschnittsstruktur, wenn ein Druckerhöhungssteuerventil 3 in einem Gehäuse 7 eines ABS-Betätigungselements angeordnet ist. Auf Basis von 2 wird nachstehend die grundlegende Struktur des Druckerhöhungssteuerventils 3 beschrieben.
In 2 ist ein konkaver Abschnitt 71 in dem Gehäuse 7 ausgebildet, und wird verwendet, um das Druckerhöhungssteuerventil 3 zu befestigen. Der konkave Abschnitt 71 ist ausgebildet, um mit der Leitung A verbunden zu sein, die in dem Gehäuse 7 ausgebildet ist. Der konkave Abschnitt 71 ist so strukturiert, dass eine Leitung A1 stromaufwärts des Druckerhöhungssteuerventils 3 mit dem M/C 1 verbunden ist, und eine Leitung A2 stromabwärts des Druckerhöhungssteuerventils 3 mit dem W/C 2 verbunden ist.
Das Druckerhöhungssteuerventil 3 ist mit einer Führung 32 versehen, die als ein Magnetwegelement wirkt, das durch einen magnetischen Körper ausgebildet ist. Die Führung 32 ist in einer gestuften zylindrischen Form ausgebildet, und eine Seite des größeren Durchmesserabschnitts 321 der Führung 32 ist in dem konkaven Abschnitt 71 des Gehäuses 7 untergebracht. Darüber hinaus stehen ein kleinerer Durchmesserabschnitt 322 und ein Teil des größeren Durchmesserabschnitts 321 der Führung 32 außerhalb des konkaven Abschnitts 71 hervor. Ein Öffnungsendabschnitt 711 des konkaven Abschnitts 71 ist gefalzt bzw. umgeschlagen, und ein Teil des Gehäuses 7 ist auf diese Weise in eine Aussparung 323 an einer Außenumfangsfläche des größeren Durchmesserabschnitts 321 eingesetzt, wodurch die Führung 32 an dem Gehäuse 7 befestigt bzw. fixiert ist.
Die Führung 32 ist mit einem Führungsloch 324, einem Sitzeinsatzloch 325 und einem Verbindungsloch 327 ausgebildet. Das Führungsloch 324 ist an der Seite des kleineren Durchmesserabschnitts 322 positioniert und stützt gleitbar einen Schaft 33; das Sitzeinsatzloch 325 ist an der Seite des größeren Durchmesserabschnitts 321 positioniert und ist mit einem Sitzabschnitt 34 presseingepasst; und das Verbindungsloch 327 bringt einen Raum 326, der durch den Sitzabschnitt 34 und das Sitzeinsatzloch 325 umgeben ist, in Verbindung mit der Leitung A2.
Der Schaft 33 ist zylindrisch und aus einem nicht magnetischen Metall (zum Beispiel rostfreiem Stahl) ausgebildet. Ein Endabschnitt des Schafts 33 an der Seite des Sitzabschnitts 34 ragt von dem Führungsloch 324 der Führung 32 hervor und erstreckt sich zu dem Raum 326 hin. Ein kugelförmiger Ventilkörper 331 ist an einer Spitze des Endabschnitts angeschweißt. Der Durchmesser des Ventilkörpers 331 ist zum Beispiel 1,5 ± 0,001 mm.
Der zylindrische Sitzabschnitt 34 hat einen zentralen Abschnitt in seiner Radialrichtung, der mit einer ersten Verbindungspassage 341 ausgebildet ist, die die Leitung A1 in Verbindung mit dem Raum 326 innerhalb der Führung 32 bringt. Die erste Verbindungspassage 341 ist auch mit einer Beschränkung 341a ausgebildet, deren Querschnittsfläche sich in der Passagenlängsrichtung bei halbem Weg verringert. Ein sich verjüngender bzw. konischer erster Ventilsitz 342, der mit dem Ventilkörper 331 des Schafts 33 in Kontakt kommt und sich von diesem trennt, ist an einem Endabschnitt der Seite des Raums 326 der ersten Verbindungspassage 341 ausgebildet. Ein Konuswinkel des ersten Ventilsitzes 342 (ein Projektionswinkel des Spitzenabschnitts eines Konus, der durch den ersten Ventilsitz 342 gebildet wird) kann zum Beispiel auf 113° ± 1° bis 2° eingestellt sein. Zusätzlich ist der maximale Durchmesser des ersten Ventilsitzes 342 auf 1,05 mm festgelegt.
Eine zweite Verbindungspassage 343 ist auch an dem Sitzabschnitt 34 ausgebildet. Die zweite Verbindungspassage 343 ist parallel zu der ersten Verbindungspassage 341 und bringt die Leitung A1 in Verbindung mit dem Raum 326 innerhalb der Führung 32. Ein sich verjüngender bzw. konischer zweiter Ventilsitz 344, der mit dem kugelförmigen Sperrventil 31 in Kontakt kommt und sich von diesem trennt, ist an einem Endabschnitt der Seite der Leitung A2 der zweiten Verbindungspassage 343 ausgebildet.
Das Rückschlagventil 31 wird bei einer Position, die dem zweiten Ventilsitz 344 gegenüberliegt, durch einen Filter 35 gehalten, der an einer Endabschnittsseite des Sitzeinsatzloches 325 der Führung 32 presseingepasst ist. Zusätzlich ist des Weiteren ein Filter 36 an einem Außenumfang des größeren Durchmesserabschnitts 321 der Führung 32 angeordnet, um das Verbindungsloch 327 zu umgeben. Die Filter 35, 36 verhindern, dass fremde Substanzen, die mit dem Bremsfluid vermischt sind, in das Druckerhöhungssteuerventil 3 eindringen.
Ein entferntes Ende des kleineren Durchmesserabschnitts 322 der Führung 32 wirkt als eine flache Anziehungsfläche 322a ohne konkaven Abschnitt. Eine Buchse 37 ist an einer Außenumfangsseite des kleineren Durchmesserabschnitts 322 befestigt, in die die Anziehungsfläche 322a eingesetzt werden kann. Die Buchse 37 ist aus einem nicht magnetischen Material (zum Beispiel rostfreier Stahl) ausgebildet. Ein Ende der Buchse 37 hat eine Form eines offenen Bechers und eine Becherbodenfläche von ihr hat eine im Allgemeinen kugelige Form.
Ein im Allgemeinen zylindrischer Stößel 38, der aus einem magnetischen Körper gemacht ist, ist an der Bodenflächenseite der Buchse 37 angeordnet, wobei der Stößel 38 innerhalb der Buchse 37 gleiten kann. Es sei angemerkt, dass der Stößel 38 dimensioniert ist, um die Bodenfläche der Buchse 37 zu berühren. Wenn der Stößel 38 die Bodenfläche der Buchse 37 berührt, wird ein Gleiten des Stößels 38 in der Richtung nach oben in 2 gestoppt.
Der Schaft 33 ist zu der Stößelseite hin durch eine Feder 39 vorgespannt, die zwischen dem Schaft 33 und dem Sitzabschnitt 34 angeordnet ist. Der Schaft 33 und der Stößel 38 sind in beständigem Kontakt miteinander und arbeiten einstückig. Es sei angemerkt, dass der Schaft 33 und der Stößel 38 einen beweglichen Kern ausbilden, der sich in Abhängigkeit einer Erregung einer Spule bewegt, was später beschrieben wird.
In der Umgebung der Buchse 37 ist ein zylindrischer Spulenkörper 41 angeordnet, der eine Spule bzw. Wicklung 40 beherbergt. Die Spule 40 bildet während einer Erregung ein Magnetfeld. Um den Spulenkörper 41 auszubilden, der aus Harz gemacht ist (zum Beispiel Nylon), erfährt der Spulenkörper 41 ein erstes Formen bzw. Spritzgießen und wird anschließend an der Spule 40 befestigt, nach welchem ein zweites Formen bzw. Spritzgießen durchgeführt wird.
Ein Anschluss 42 erstreckt sich von der Spule 40, und ein Stromfluss von einer externen Quelle zu der Spule 40 kann mittels des Anschlusses 42 gestattet werden.
Zusätzlich ist ein Joch 43, das aus einem magnetischen Körper gemacht ist, an einem Außenumfang der Spule 41 angeordnet. Das Joch 43 ist im Allgemeinen becherförmig und hat einen zylindrischen Außenseitenabschnitt 431, einen Flanschabschnitt 432 und einen zylindrischen Innenseitenabschnitt 433. Der Flanschabschnitt erstreckt sich von einem Endabschnitt des zylindrischen Außenseitenabschnitts 431 an einer Seite gegenüber dem Gehäuse 7 zu einer radialen Innenseite hin; und der zylindrische Innenseitenabschnitt 433 erstreckt sich in der Axialrichtung von einem Innenumfangsabschnitt des Flanschabschnitts 432 zu der Seite des Gehäuses 7 hin. Des Weiteren kann ein Öffnungsabschnitt an der Seite des Gehäuses 7 des zylindrischen Außenseitenabschnitts 431 den Spulenkörper 41, die Buchse 37, etc. beherbergen.
Ein Ringelement 44, das aus einem magnetischen Körper gemacht ist, ist an einer Innenumfangsfläche des Öffnungsabschnitts an der Seite des Gehäuses 7 des zylindrischen Außenseitenabschnitts 431 presseingepasst. Des Weiteren ist das Ringelement 44 angeordnet, um den größeren Durchmesserabschnitt 321 der Führung 32 zu umgeben.
Der Spulenkörper 41 ist an dem Joch 43 befestigt. Zusätzlich sind der Spulenkörper 41, das Joch 43 und das Ringelement 44 an der Führung 32 und der Buchse 37 befestigt. Es sei angemerkt, dass die Spule 40, der Spulenkörper 41, das Joch 43 und das Ringelement 44 einen Spulenabschnitt ausbilden.
Um die Beziehungen zwischen der elektromagnetischen Kraft (die Anziehungskraft) und Fluidkraft + Federkraft, das heißt der Widerstandskraft, wie vorstehend beschrieben ist, in einem Druckerhöhungssteuerventil 3 mit der vorstehenden, grundlegenden Struktur zu erreichen, werden Abmessungen und dergleichen von jeweiligen Abschnitten, die das Druckerhöhungssteuerventil 3 bilden, definiert. Eine Beschreibung dieser Beschränkungen erfolgt nachstehend.
3A ist eine vergrößerte Ansicht um den Ventilkörper 331 in dem Druckerhöhungssteuerventil 3 herum, das in 2 gezeigt ist, und 3B ist ein Schaltdiagramm eines Abschnitts, der durch einen Spalt bzw. Abstand zwischen dem Ventilkörper 331 und dem ersten Ventilsitz 342 mittels der ersten Verbindungspassage 341 in dem Sitzabschnitt 34 hindurchgeht. Es sei angemerkt, dass in 3A normalerweise eine Schraffur vorhanden sein sollte, um anzuzeigen, dass es eine Querschnittsansicht ist. Jedoch wurde auf solch eine Schraffur in 3A für ein besseres Verständnis verzichtet.
Wie in 3A gezeigt ist, ist eine Beschränkung 341a in der ersten Verbindungspassage 341 ausgebildet. Eine Querschnittsfläche der Beschränkung 341a ist konstant, und somit funktioniert die Beschränkung 341a als eine feste Öffnung bzw. Mündung oder Durchlass. Unterdessen wirkt ein Abstand zwischen dem Ventilkörper 331 und dem ersten Ventilsitz 342 auch als eine Beschränkung 45, wie 3B zeigt. Die Beschränkung 45 funktioniert als eine variable Öffnung bzw. Mündung, weil ein Querschnitt zwischen dem Ventilkörper 331 und dem ersten Ventilsitz 342 sich in Abhängigkeit eines Hubs S ändert, der als der Abstand definiert ist, um den sich der Ventilkörper 331 von einem Kontaktzustand mit dem ersten Ventilsitz 342 wegbewegt hat. Demzufolge sind, wie 3B zeigt, die Beschränkung 341a, die als eine feste Öffnung funktioniert, und die Beschränkung 45, die als eine variable Öffnung funktioniert, und die durch den Abstand zwischen dem Ventilkörper 331 und dem ersten Ventilsitz 342 gebildet wird, in Reihe ausgerichtet bzw. angeordnet.
In dem Fall solch einer Anordnung ist eine Kraft, die auf dem Ventilkörper 331 durch Fluid aufgebracht wird, das von der ersten Verbindungspassage 341 mittels der Leitung A1 strömt, das heißt eine Fluidkraft, durch das Folgende bestimmt: den Grad des Gesamtverringerungseffekts von beiden Beschränkungen 341a, 45; und den Grad des Verringerungseffekts von der Beschränkung 45 bezüglich dem Gesamtverringerungseffekt.
Zuerst, wenn der Hub S des Ventilkörpers 331 Null ist, ist die Fluidkraft konstant, weil der Druck des Fluids innerhalb der Leitung A1 ungeändert auf den Ventilkörper 331 aufgebracht wird, ungeachtet des Gesamtverringerungseffekts von beiden Beschränkungen 341a, 45. Der Hub S des Ventilkörpers 31 kann jedoch geändert werden, um die Größe des Verringerungseffekts von der Beschränkung 45 zu ändern. Demzufolge unterscheidet sich die Änderung der Fluidkraft in Abhängigkeit von dem Grad des Verringerungseffekts von der Beschränkung 45 bezüglich des Gesamtverringerungseffekts von beiden Beschränkungen 341a, 45.
Die Größe einer solchen Fluidkraft ist am größten, wenn die Beschränkung 45, die durch den Abstand zwischen dem Ventilkörper 331 und dem ersten Ventilsitz 342 gebildet wird, eng bzw, gering ist (wenn der Verringerungseffekt groß ist). In anderen Worten gesagt, ist die Größe von solch einer Fluidkraft am größten, wenn der Hub S des Ventilkörpers 331 Null ist. Des Weiteren wird die Größe von solch einer Fluidkraft kleiner, wenn die Beschränkung 45 größer wird (da der Verringerungseffekt kleiner wird). In anderen Worten gesagt, wird die Größe von solch einer Fluidkraft kleiner, wenn der Hub S des Ventilkörpers 331 größer wird.
Die Fluidkraft wirkt an einer Innenseite eines Abschnitts des Ventilkörpers 331, der in Kontakt mit dem ersten Ventilsitz 342 ist. Der Abschnitt des Ventilkörpers 331, der in Kontakt mit dem ersten Ventilsitz 342 ist, ist kreisförmig (siehe schraffierter Bereich in 3A), und ein Durchmesser dieses Abschnitts ist als ein Sitzdurchmesser ds definiert. Demzufolge kann die Basisfluidkraft, die auf den Ventilkörper 331 wirkt, auf Basis der Beziehung zwischen einem Durchmesser do der Beschränkung 341a und dem Sitzdurchmesser ds bestimmt werden.
Änderungen der Fluidkraft bezüglich dem Hub S des Ventilkörpers 331, während das Verhältnis (do/ds) zwischen dem Durchmesser do der Beschränkung 341a und dem Durchmesser ds geändert wurden, wurden simuliert und analysiert. Die erhaltenen Ergebnisse sind in 4 gezeigt. Fälle, wo das vorstehende Verhältnis (do/ds) 0,87 und 0,40 ist, sind in der Figur als Beispiele gezeigt. Wie es klar von der Figur hervorgeht, unterscheidet sich die Änderung der Fluidkraft gemäß dem Hub S des Ventilkörpers 331 in Abhängigkeit der Größe des Verhältnisses (do/ds). Genauer gesagt, zeigen die Ergebnisse, dass die Änderung der Fluidkraft bezüglich dem Hub S kleiner wird, wenn das Verhältnis (do/ds) größer wird, und die Änderung der Fluidkraft bezüglich dem Hub S größer wird, wenn das Verhältnis (do/ds) kleiner wird.
Teststudien von Änderungen der Fluidkraft bezüglich dem Hub S des Ventilkörpers 331, während das Verhältnis (do/ds) zwischen dem Durchmesser do der Beschränkung 341a und dem Sitzdurchmesser ds verändert wurde, ergaben dasselbe Ergebnis, wie die vorstehende Simulationsanalyse.
Mit Bezug auf den maximalen Durchmesser des ersten Ventilsitzes 342 sei angemerkt, dass das Verhältnis des maximalen Durchmessers des ersten Ventilsitzes 342 bezüglich dem Sitzdurchmesser ds 1,3 oder weniger ist. Dies hat den Effekt, dass die Wirkung der Fluidkraft auf den Ventilkörper 331 abgeschwächt wird.
Somit, im Hinblick auf eine Widerstandskraft, die einer Fluidkraft + Federkraft entspricht, wie zum Beispiel in 5 gezeigt ist, zeigen die Ergebnisse, dass Änderungen der Fluidkraft bezüglich dem Hub S kleiner werden, wenn das Verhältnis (do/ds) ansteigt, und dass Änderungen der Fluidkraft bezüglich dem Hub S größer werden, wenn das Verhältnis (do/ds) abnimmt.
Des Weiteren ändert sich die elektromagnetische Kraft (die Anziehungskraft) in Abhängigkeit des Erregungsbetrags der Spule 40 und der Größe eines Spalts G, der ein Abstand zwischen dem Stößel 38, der den beweglichen Kern ausbildet, und der Führung 32 ist, die den Kern ausbildet, wie in 2 gezeigt ist. Eine Studie der Abweichungen der elektromagnetischen Kraft ergab die Ergebnisse, die in 6 gezeigt sind.
Die elektromagnetische Kraft ändert sich direkt proportional zu dem Erregungsbetrag der Spule 401 die elektromagnetische Kraft erhöht sich gemäß einer Erhöhung des Erregungsbetrags. Grundsätzlich nimmt die elektromagnetische Kraft allmählich ab, wenn sich die Größe des Spalts G zwischen dem Stößel 38 und der Führung 32 erhöht. Jedoch erhöht sich die elektromagnetische Kraft moderat, wie in der Figur gezeigt ist, wenn die Größe des Spalts G zwischen dem Stößel 38 und der Führung 32 ein bestimmter Wert oder größer ist, nimmt jedoch stark zu, wenn die Größe des Spalts G geringer als ein bestimmter Wert ist.
Die Beziehung, die vorstehend beschrieben ist, muss erreicht werden, um eine lineare Steuerung eines Differenzialdruckbetrags zu ermöglichen, der zwischen der stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Strömung des Druckerhöhungssteuerventils 3 erzeugt wird. Das heißt, unter Verwendung eines Gleichgewichtspunkts, wo die elektromagnetische Kraft und Fluidkraft + Federkraft gleich sind, als eine Referenzposition, muss die elektromagnetische Kraft größer sein als Fluidkraft + Federkraft, um den Ventilkörper zurück zu der Ventilsitzseite hin zu ziehen, wenn der Ventilkörper sich in einer Richtung weg von dem Ventilsitz bewegt (in einer Richtung, die das Ventil öffnet). Alternativ müssen Fluidkraft + Federkraft größer sein als die elektromagnetische Kraft, um den Ventilkörper weg von dem Ventilsitz zu ziehen, wenn der Ventilkörper sich in einer Richtung bewegt, die sich dem Ventilsitz nähert (in einer Richtung, die das Ventil schließt).
Um dies zu erreichen, muss eine Beziehung erreicht werden, wo die Änderung der Widerstandskraft (Fluidkraft + Federkraft) stärker wird als die Änderung der elektromagnetischen Kraft über eine Zeitspanne, wenn der Hub S des Ventilkörpers 331 Null bis zu einem maximalen Wert ist. Und zwar kann eine Beziehung erreicht werden, wie in 9 dargestellt ist.
Unter Annahme des Vorstehenden werden Abmessungen und dergleichen für jeweilige Abschnitte des Druckerhöhungssteuerventils 3 bestimmt, um eine Beziehung zwischen der elektromagnetischen Kraft, die in 6 gezeigt ist, und der Fluidkraft + Federkraft (das heißt der Widerstandskraft) zu erhalten, die in 4 gezeigt ist, wobei die Änderung der Widerstandskraft (Fluidkraft + Federkraft) stärker wird als die Änderung der elektromagnetischen Kraft über eine Zeitspanne, wenn der Hub S des Ventilkörpers 331 Null bis zu einem maximalen Wert ist.
Genauer gesagt, um die Änderung der Fluidkraft bezüglich des Hubs S des Ventilkörpers 331 zu erhöhen, kann das Verhältnis (do/ds) zwischen dem Durchmesser do der Beschränkung 341a und dem Sitzdurchmesser ds vorzugsweise auf 0,9 oder weniger festgelegt sein. Falls der Sitzdurchmesser ds zum Beispiel 0,833 mm ist, dann kann der Durchmesser do der Beschränkung 341a vorzugsweise auf 0,30 bis 0,75 mm eingestellt sein. Um die Bearbeitbarkeit des Lochdurchmessers der Beschränkung sicherzustellen, kann die untere Grenze des Verhältnisses zwischen dem Durchmesser do der Beschränkung 341a und dem Sitzdurchmesser ds vorzugsweise auf 0,36 eingestellt sein.
Alternativ, um die Änderung der elektromagnetischen Kraft bezüglich dem Hub S des Ventilkörpers 331 zu verringern, kann die elektromagnetische Kraft auf einen Bereich eingestellt sein, der anders ist als der, wo die elektromagnetische Kraft stark ansteigt. Das heißt, die Größe des Spalts G zwischen dem Stößel 38 und der Führung 32 kann auf einen bestimmten Wert oder größer eingestellt sein. Genauer gesagt sollte der Spalt G auf 0,2 mm oder größer eingestellt sein, wie aus 6 klar hervorgeht.
Es sei angemerkt, dass es im Hinblick auf eine Federkonstante keine Beschränkung der Federkonstante in einem Fall gibt, wo die Widerstandskraft größer als die elektromagnetische Kraft ist, wenn der Hub S des Ventilkörpers 331 gering ist. Jedoch, da die Fluidkraft abnimmt, wenn sich der Hub S erhöht, erhöht sich der Effekt der Federkraft auch in solch einem Fall. Unter Berücksichtigung von diesem kann die Federkonstante auf 3 N/mm oder größer eingestellt sein.
7 ist ein Graph, der die Ergebnisse einer Studie einer Beziehung zwischen der elektromagnetischen Kraft und der Widerstandskraft zeigt, wenn die elektromagnetische Kraft (die Anziehungskraft) in Fällen geändert wird, wo die Abmessungen und dergleichen der jeweiligen Abschnitte des Druckerhöhungssteuerventils 3 die zuvor beschriebenen Beziehungen erreicht haben. Wie der Graph zeigt, ändert ein Variieren der elektromagnetischen Kraft die Position des Gleichgewichtspunkts zwischen der elektromagnetischen Kraft und der Widerstandskraft.
Unter Verwendung der jeweiligen Gleichgewichtspunkte, die von einem Variieren der elektromagnetischen Kraft resultieren, als eine Referenz, zeigt 7 klar eine Beziehung, wo die elektromagnetische Kraft größer ist als eine Widerstandskraft, wenn der Ventilkörper 331 von dem Gleichgewichtspunkt weiter wegbewegt ist als der Ventilsitz 342 (in eine Richtung, die das Ventil öffnet). Alternativ ist die Widerstandskraft größer als die elektromagnetische Kraft, wenn der Ventilkörper 331 sich in eine Richtung bewegt, die sich dem Ventilsitz 342 nähert (in eine Richtung, die das Ventil schließt).
Genauer gesagt, ist der Gradient einer Hubanziehungskraftcharakteristiklinie über einen Bereich, wo der Hub S des Ventilkörpers Null bis zu einem maximalen Wert (MAX-Wert) ist, gemäßigter als eine Hubwiderstandskraftcharakteristiklinie. Zusätzlich bewegt sich die Hubanziehungskraftcharakteristiklinie gemäß der aufgebrachten elektromagnetischen Kraft nach oben und nach unten.
Eine Anziehungskraft bei einem Maximalwert des Hubs in der Hubanziehungskraftcharakteristiklinie für eine elektromagnetische Kraft MIN ist kleiner als ein Punkt A einer Widerstandskraft MIN (Hub = MAX) der Hubwiderstandskraftcharakteristiklinie. Des Weiteren ist eine Anziehungskraft bei einem Nullwert des Hubs in der Hubanziehungskraftcharakteristiklinie für eine elektromagnetische Kraft MAX größer als ein Punkt B einer Widerstandskraft MAX (Hub = 0) der Hubwiderstandskraftcharakteristiklinie.
Wenn sich die elektromagnetische Kraft von MIN zu MAX ändert, ist die Hubanziehungskraftcharakteristiklinie so dargestellt, dass sie sich nach links erhöht, sodass die linke Seite der Figur weiter ansteigt.
Wenn die elektromagnetische Kraft, die auf das elektromagnetische Ventil aufgebracht wird, von der elektromagnetischen Kraft MAX allmählich verringert wird, schneidet die zweite Hubwiderstandskraftcharakteristiklinie von oben die Hubanziehungskraftcharakteristiklinie. Diese sind bei einem Punkt im Gleichgewicht, wo der Hub S = 0,04 ist, um den Ventilkörper 331 zu stabilisieren, wodurch ein vorbestimmter Differenzialdruck erhalten werden kann.
Wenn die elektromagnetische Kraft verringert wird, schneidet die dritte Hubwiderstandskraftcharakteristiklinie von oben die Hubanziehungskraftcharakteristiklinie. Diese sind bei einem Punkt im Gleichgewicht, wo der Hub S = 0,07 ist, um den Ventilkörper 331 zu stabilisieren, wodruch ein vorbestimmter Differenzialdruck erhalten werden kann.
Wenn die elektromagnetische Kraft weiter verringert wird, schneidet die vierte Hubwiderstandskraftcharakteristiklinie von oben die Hubanziehungskraftcharakteristiklinie. Diese sind bei einem Punkt im Gleichgewicht, wo der Hub S = 0,135 ist, um den Ventilkörper 331 zu stabilisieren, wodurch ein vorbestimmter Differenzialdruck erhalten werden kann.
Wenn die elektromagnetische Kraft auf Null verringert wird, bewegen sich der Schaft 33 und der Stößel 38 zu dem MAX Hubpunkt. Der Schaft 33 und der Stößel 38 verbleiben im Ungleichgewicht, und werden zu der Bodenfläche der Buchse 37 hin vorgespannt und bei dieser gestoppt.
Somit ermöglicht das Druckerhöhungssteuerventil 3, das wie vorstehend beschrieben strukturiert ist, eine lineare Steuerung des Differenzialdrucks, der zwischen der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Strömung des Druckerhöhungssteuerventils 3 erzeugt wird.
Als Nächstes wird der Betrieb des Druckerhöhungssteuerventils 3 auf Basis von 1, 2 und 8 erklärt. 2 zeigt einen Betriebszustand des Druckerhöhungssteuerventils 3 während einem normalen Bremsen, das heißt während einer Zeitspanne, in der die Spule nicht erregt ist. Des Weiteren zeigt 8 einen Zustand, wo das Druckerhöhungssteuerventil 3 durch eine Spulenerregung geschlossen ist.
Wenn die Spule nicht erregt ist, werden der Schaft 33 und der Stößel 38 zu der Bodenflächenseite der Buchse 37 hin durch die Feder 39 vorgespannt. Der Stößel 38 ist in Kontakt mit der Bodenfläche der Buchse 37. Der Ventilkörper 331 des Schafts 33 trennt sich von dem ersten Ventilsitz 342 des Sitzabschnitts 34. Ein Verbindungszustand ist zwischen den Leitungen A1, A2 über die erste Verbindungspassage 341 des Sitzabschnitts 34, den Raum 326 innerhalb der Führung 32 und das Verbindungsloch 327 der Führung 32 erreicht.
Demzufolge strömt Bremsfluid zwischen dem M/C 1 und dem W/C 2 gemäß einem Betrieb eines Bremspedals während einem normalen Bremsen.
Des Weiteren wird die Spule 40 bei Zeitabstimmungen erregt, um einen Druck während einer ABS-Steuerung zu verringern oder zu halten, das heißt, wenn das Druckerhöhungssteuerventil 3 geschlossen ist. Während die Spule erregt ist, bildet sie ein Magnetfeld, und ein Magnetweg ist durch die Führung 32, den Stößel 38, das Joch 43 und das Ringelement 44 gebildet. Der Stößel 38 wird zu der Seite der Führung 32 durch die elektromagnetische Kraft (die Anziehungskraft) gezogen. Der Schaft 33 und der Stößel 38 werden gegen die Feder 39 zu der Seite des Sitzabschnitts 34 hin bewegt, und der Ventilkörper 331 des Schafts 33 kommt mit dem ersten Ventilsitz 342 des Sitzabschnitts 34 in Kontakt. Demzufolge schließt das Druckerhöhungssteuerventil 3, und die Strömung von Bremsfluid von der Leitung A1 zu der Leitung A2 ist unterbrochen.
Es sei angemerkt, dass, wenn das elektromagnetische Ventil in einem geschlossenen Zustand ist, wie vorstehend beschrieben ist, ein Abstand von 0,2 mm oder größer zwischen gegenüberliegenden Flächen des Stößels 38 und der Führung 32 verbleibt, ungeachtet dessen, ob der Stößel 38 sich soweit wie möglich zu der Führungsseite 32 hin bewegt hat.
Bei der Zeitabstimmung, um einen Druck während einer ABS-Steuerung zu erhöhen, wird der Erregungsbetrag der Spule 40 für eine lineare Steuerung des Differenzialdruckbetrags gesteuert, der zwischen der stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Strömung des Druckerhöhungssteuerventils 3 erzeugt wird. Somit wird der W/C-Druck gemäß dem Erregungsbetrag der Spule 40 gesteuert.
In diesem Fall werden die Abmessungen und dergleichen der jeweiligen Abschnitte des Druckerhöhungssteuerventils 3 wie vorstehend beschrieben gesteuert bzw. festgelegt, und deshalb kann der Ventilkörper 331 zu der ursprünglichen Gleichgewichtsposition zurückkehren, und der Differenzialdruckbetrag zwischen der stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Strömung des Druckerhöhungssteuerventils 3 kann zuverlässig aufrechterhalten bzw. erhalten werden. Dies ist immer so, auch im Falle von Ungleichgewichten zwischen der elektromagnetischen Kraft und der Widerstandskraft (das heißt Fluidkraft + Federkraft), die durch irgendwelche externen Störungen bewirkt werden können, wie Fluktuationen in der Fluidkraft oder Fahrzeugvibrationen.
Während Zeitabstimmungen, um einen Druck während einer ABS-Steuerung zu verringern oder zu halten, das heißt, wenn das Druckerhöhungssteuerventil 3 geschlossen ist, bewirkt der Differenzialdruck zwischen der M/C-Seite und der W/C-Seite, dass das Rückschlagventil 31 sich von dem zweiten Ventilsitz 344 des Sitzabschnitts 34 trennt, falls ein Niederdrücken des Bremspedals aufhört. Zusätzlich wird ein Verbindungszustand zwischen den Leitungen A1, A2 über die zweite Verbindungspassage 343 des Sitzabschnitts 34, den Raum 326 innerhalb der Führung 32 und das Verbindungsloch 327 der Führung 32 erhalten. Demzufolge strömt Bremsfluid von der W/C-Seite zu der M/C-Seite.
Wie vorstehend beschrieben, gemäß dem Bremsgerät der vorliegenden Ausführungsform, wird eine lineare Steuerung des Differenzialdrucks, der zwischen der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Strömung des Druckerhöhungssteuerventils 3 erzeugt wird, auf Basis der Abmessungen und dergleichen der jeweiligen Abschnitte des Druckerhöhungssteuerventils 3 erhalten. Des Weiteren ist der Ventilkörper 331 als eine Kugel ausgebildet, die außerordentlich leicht herzustellen ist. Die Anziehungsfläche 322a der Führung 32 ist auch flach ausgebildet, ohne einen konkaven Abschnitt, der schwierig herzustellen ist.
Deshalb kann das Druckerhöhungssteuerventil 3 unter Verwendung eines elektromagnetischen Ventils mit einer Struktur, die keine komplizierte Bearbeitung bzw. Herstellung erfordert, für eine lineare Steuerung eines Differenzialdruckbetrags ausgebildet werden, der zwischen einer stromaufwärtigen und stromabwärtigen Strömung erzeugt wird.
Andere Ausführungsformen
In der ersten Ausführungsform wurde ein Beispiel des Druckerhöhungssteuerventils 3 beschrieben, in dem die Größe des Spalts G zwischen dem Stößel 38 und der Führung 32 0,2 mm oder größer ist, und das Verhältnis (do/ds) zwischen dem Durchmesser do der Beschränkung 341a und dem Sitzdurchmesser ds 0,9 oder geringer ist. Jedoch kann das Verwenden von wenigstens einer von den vorstehenden Abmessungen helfen, die Konstruktion eines elektromagnetischen Ventils zu vereinfachen, das den Differenzialdruckbetrag linear steuern kann, der zwischen der stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Strömung erzeugt wird, wie vorstehend beschrieben ist.
Dies ist so, weil ein Einstellen der Größe des Spalts G zwischen dem Stößel 38 und der Führung 32 auf 0,2 mm oder größer, Änderungen der elektromagnetischen Kraft bezüglich des Hubs S des Ventilkörpers 331 verringern kann. Deshalb ist es leichter, eine Beziehung zwischen der elektromagnetischen Kraft und der Widerstandskraft zu erreichen, die erfordert ist, um eine lineare Steuerung des Differenzialdruckbetrags zu ermöglichen, der zwischen der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Strömung erzeugt wird.
Zusätzlich kann ein Einstellen des Verhältnisses (do/ds) zwischen dem Durchmesser do der Beschränkung 341a und dem Sitzdurchmesser ds auf 0,9 oder geringer, Änderungen der Fluidkraft bezüglich des Hubs S des Ventilkörpers 331 erhöhen. Somit kann derselbe Effekt erreicht werden, wie vorstehend erwähnt ist.
In der ersten Ausführungsform wurde das Druckerhöhungssteuerventil 3 als ein Beispiel eines elektromagnetischen Ventils beschrieben, das den Differenzialdruckbetrag linear steuern kann, der zwischen der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Strömung erzeugt wird. Jedoch können auch dieselben Effekte erhalten werden, wenn dieselbe Konstruktion für das Druckverringerungssteuerventil 5 verwendet wird.
Während die vorstehende Beschreibung die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschreibt, sollte es klar sein, dass die Erfindung modifiziert, geändert oder variiert werden kann, ohne von dem Umfang und der wirklichen Bedeutung der folgenden Ansprüche abzuweichen.
In einem Druckerhöhungssteuerventil 3 ist die Größe eines Spalts G zwischen einem Stößel 38 und einer Führung 32 0,2 mm oder größer, oder ein Verhältnis (do/ds) zwischen einen Durchmesser do einer Beschränkung 341a und einem Sitzdurchmesser ds ist 0,9 oder weniger. Ein Einstellen der Größe des Spalts G zwischen dem Stößel 38 und der Führung 32 auf 0,2 mm oder größer, kann Änderungen einer elektromagnetischen Kraft bezüglich eines Hubs S eines Ventilkörpers 331 verringern. Zusätzlich kann ein Einstellen des Verhältnisses (do/ds) zwischen dem Durchmesser do der Beschränkung 341a und dem Sitzdurchmesser ds auf 0,9 oder weniger, Änderungen einer Fluidkraft bezüglich des Hubs S des Ventilkörpers 331 erhöhen. Deshalb ist es leichter eine Beziehung zwischen der elektromagnetischen Kraft und einer Widerstandskraft zu erreichen, die erfordert ist, um eine lineare Steuerung eines Differenzialdruckbetrags zu ermöglichen, der zwischen einer stromaufwärtigen und eine stromabwärtigen Strömung erzeugt wird.

Claims

Linear gesteuertes elektromagnetisches Ventil für eine Bremssteuerung, das eine Buchse (37), die einen zylindrischen Abschnitt und eine Bodenfläche hat, und die in einer Becherform ausgebildet ist, die eine Endseite hat, die ein öffnender Abschnitt ist; eine Spule (40), die an einem Außenumfang der Buchse (37) vorgesehen ist; einen Stößel (38), der innerhalb der Buchse (37) untergebracht ist, für ein Gleiten entlang einer Innenseitenfläche der Buchse (37) durch Erregung der Spule (40); einen Schaft (33), der mit einem kugelförmigen Ventilkörper (331) versehen ist, für ein Bewegen gemäß dem Gleiten des Stößels (38); eine Führung (32), die aus einem magnetischen Körper ausgebildet ist, und mit einem Führungsloch (324), das den Schaft (33) hält und ihn gleiten lässt, und einer Anziehungsfläche (322a) versehen ist, die einer Endfläche des Stößels (38) gegenüberliegt, wobei die Führung (32) so ausgebildet ist, dass die Anziehungsfläche (322a) in die Buchse (37) eingesetzt ist; und einen Sitzabschnitt (34) aufweist, der einen Ventilsitz (342), mit dem der Ventilkörper (331) in Kontakt kommt und von dem sich der Ventilkörper (331) trennt, und eine Verbindungspassage (341) hat, die auf Basis des Kontakts und der Trennung des Ventilkörpers (331) bezüglich des Ventilsitzes (342) öffnet und schließt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anziehungskraft gemäß dem Erregungsstrom zu dem Stößel (38) bewirkt, dass der Ventilkörper (331) mit dem Ventilsitz (342) in Kontakt kommt, eine Widerstandskraft in der entgegengesetzten Richtung zu der Anziehungskraft zu dem Schaft (33) bewirkt, dass sich der Ventilkörper (331) von dem Ventilsitz (342) trennt, und sich der Ventilkörper (331) durch die Anziehungskraft und die Widerstandskraft über einen Bereich bewegt, wo ein Hub (S) des Ventilkörpers (331) von dem Ventilsitz (342) Null bis zu einem maximalen Wert ist, ein Spalt von 0,2 mm oder größer zwischen der Endfläche des Stößels (38) und der Anziehungsfläche (322a) der Führung (32) verbleibt, wenn der Ventilkörper (331) mit dem Ventilsitz (342) in Kontakt kommt, über einen Bereich, wo ein Hub (S) des Ventilkörpers (331) von dem Ventilsitz (342) Null bis ein maximaler Wert ist, eine Hubanziehungskraftcharakteristiklinie, die gemäß einem Anstieg eines Betrags einer elektromagnetischen Kraft ansteigt, einen gemäßigteren Gradienten hat als eine Hubwiderstandskraftcharakteristiklinie, und eine Anziehungskraft bei einem maximalen Wert des Hubs in der Hubanziehungskraftcharakteristiklinie bei einem minimalen Wert der elektromagnetischen Kraft kleiner ist als ein Punkt (A) einer minimalen Widerstandskraft der Hubwiderstandskraftcharakteristiklinie, und eine Anziehungskraft bei einem Nullwert des Hubs in der Hubanziehungskraftcharakteristiklinie bei einem maximalen Wert der elektromagnetischen Kraft größer ist als ein Punkt (B) einer maximalen Widerstandskraft der Hubwiderstandskraftcharakteristiklinie.
Linear gesteuertes elektromagnetisches Ventil für eine Bremssteuerung, das eine Buchse (37), die einen zylindrischen Abschnitt und eine Bodenfläche hat, und die in einer Becherform ausgebildet ist, die eine Endseite hat, die ein öffnender Abschnitt ist; eine Spule (40), die an einem Außenumfang der Buchse (37) vorgesehen ist; einen Stößel (38), der innerhalb der Buchse (37) untergebracht ist, für ein Gleiten entlang einer Innenseitenfläche der Buchse (37) durch Erregung der Spule (40); einen Schaft (33), der mit einem kugelförmigen Ventilkörper (331) versehen ist, für ein Bewegen gemäß dem Gleiten des Stößels (38); eine Führung (32), die aus einem magnetischen Körper ausgebildet ist, und mit einem Führungsloch (324), das den Schaft (33) hält und ihn gleiten lässt, und einer Anziehungsfläche (322a) versehen ist, die einer Endfläche des Stößels (38) gegenüberliegt, wobei die Führung (32) so ausgebildet ist, dass die Anziehungsfläche (322a) in die Buchse (37) eingesetzt ist; und einen Sitzabschnitt (34) aufweist, der einen Ventilsitz (342), mit dem der Ventilkörper (331) in Kontakt kommt und von dem sich der Ventilkörper (331) trennt, und eine Verbindungspassage (341) hat, die auf Basis des Kontakts und der Trennung des Ventilkörpers (331) bezüglich des Ventilsitzes (342) öffnet und schließt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anziehungskraft gemäß dem Erregungsstrom zu dem Stößel (38) bewirkt, dass der Ventilkörper (331) mit dem Ventilsitz (342) in Kontakt kommt, eine Widerstandskraft in der entgegengesetzten Richtung der Anziehungskraft zu dem Schaft (33) bewirkt, dass sich der Ventilkörper (331) von dem Ventilsitz (342) trennt, und sich der Ventilkörper (331) durch die Anziehungskraft und die Widerstandskraft über einen Bereich bewegt, wo ein Hub (S) des Ventilkörpers (331) von dem Ventilsitz (342) Null bis zu einem maximalen Wert ist, die Verbindungspassage (341) des Sitzes (34) mit einer Beschränkung (341a) ausgebildet ist, deren Passagenquerschnittsfläche kleiner ist als andere Abschnitte der Verbindungspassage (341), ein Verhältnis (do/ds) zwischen einem Durchmesser (do) der Beschränkung (341a) und einem Sitzdurchmesser (ds) 0,9 oder weniger ist, in einem Fall, wo ein Kreisdurchmesser, der durch einen Kontaktabschnitt zwischen dem Ventilkörper (331) und dem Ventilsitz (342) ausgebildet wird, wenn der Ventilkörper (331) mit dem Ventilsitz (342) in Kontakt kommt, der Sitzdurchmesser (ds) ist, über einen Bereich, wo ein Hub (S) des Ventilkörpers (331) von dem Ventilsitz (342) Null bis zu einem maximalen Wert ist, eine Hubanziehungskraftcharakteristiklinie, die gemäß einem Anstieg eines Betrags einer elektromagnetischen Kraft ansteigt, einen gemäßigteren Gradienten hat als eine Hubwiderstandskraftcharakteristiklinie, und eine Anziehungskraft bei einem maximalen Wert des Hubs in der Hubanziehungskraftcharakteristiklinie bei einem minimalen Wert der elektromagnetischen Kraft kleiner ist als ein Punkt (A) einer minimalen Widerstandskraft der Hubwiderstandskraftcharakteristiklinie, und eine Anziehungskraft bei einem Nullwert des Hubs in der Hubanziehungskraftcharakteristiklinie bei einem maximalen Wert der elektromagnetischen Kraft größer ist als ein Punkt (B) einer maximalen Widerstandskraft der Hubwiderstandskraftcharakteristiklinie.
Linear gesteuertes elektromagnetisches Ventil für eine Bremssteuerung gemäß Anspruch 2, wobei der Ventilsitz (342) durch Verjüngen eines Endabschnitts an der Stößelseite der Verbindungspassage (341) ausgebildet ist, die in dem Sitzabschnitt (34) ausgebildet ist, und ein Verhältnis eines maximalen Durchmessers des Ventilsitzes (342) bezüglich dem Sitzdurchmesser (ds) 1,3 oder weniger ist.
Linear gesteuertes elektromagnetisches Ventil für eine Bremssteuerung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei ein Spalt von 0,2 mm oder größer zwischen der Endfläche des Stößels (38) und der Anziehungsfläche (322a) der Führung (32) verbleibt, wenn der Ventilkörper (331) mit dem Ventilsitz (342) in Kontakt kommt.
Linear gesteuertes elektromagnetisches Ventil für eine Bremssteuerung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, des Weiteren mit einer Feder (39) für ein Vorspannen des Ventilkörpers (331) in eine Richtung weg von dem Ventilsitz (342), wobei eine Federkonstante der Feder (39) 3 N/mm oder größer ist.