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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Um
solche Beziehungen zu erreichen, hat ein elektromagnetisches Ventil,
das in der veröffentlichten
Japanischen Patentanmeldung Nr.
JP 61-41123 A 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.
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Ein
elektromagnetisches Ventil, das in der
DE 196 04 317 A1 oder der
WO 97/28999 A1 bzw. der
korrespondierenden
JP
2000-512585 A 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.
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In
dem elektromagnetischen Ventil, das in der veröffentlichten Japanischen Patentanmeldung
JP 1-41123 A 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 der
DE 196 04 317 A1 oder der
WO 97/2899 A1 bzw.
der korrespondierenden
JP
2000-512585 A 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
JP
61-41123 A und der
DE 196 04 317 A1 oder
WO 97/28999 A1 bzw. der
korrespondierenden
JP
2000-512585 A auf.
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Des
Weiteren zeigt die
DE
196 04 315 A1 ein elektromagnetisches Ventil für hydraulische
Bremsanlagen. Dieses Ventil hat ein Sitzventil mit einem hohlkegelförmigen Ventilsitz
und ein Schließglied
in der Form eines Kugelsegments.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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:
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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;
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2 eine
Ansicht einer Querschnittsstruktur, wenn ein Druckerhöhungssteuerventil
in einem Gehäuse
eines ABS-Betätigungselements
angeordnet ist;
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3A eine
vergrößerte Ansicht
um einen Ventilkörper
in dem Druckerhöhungssteuerventil
herum, das in 2 gezeigt ist;
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3B ein
Schaltmusterdiagramm eines Raums, der durch einen Abstand zwischen
dem Ventilkörper
und einem ersten Ventilsitz mittels einer ersten Verbindungspassage
in einem Sitz hindurchgeht;
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4 ein
Graph, der die Ergebnisse einer Simulationsanalyse von Änderungen
einer Fluidkraft bezüglich
eines Hubs S des Ventilkörpers
zeigt;
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5 ein
Graph, der Änderungen
einer Widerstandskraft gemäß dem Hub
S des Ventilkörpers zeigt;
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6 ein
Graph, der Änderungen
einer elektromagnetischen Kraft gemäß einem Erregungsbetrag einer
Spule zeigt;
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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;
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8 eine
Querschnittsansicht eines Zustands, wo das Druckerhöhungssteuerventil
durch Spulenerregung geschlossen ist;
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9 ein
charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen elektromagnetischen
Kraft und Fluidkraft + Federkraft zeigt; und
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10A bis 10C sind
Diagramme, die Einflüsse
auf einen Ventilkörper
zeigen, um die Beziehung in 9 zu erklären.
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Die
vorliegende Erfindung wird weiter mit Bezug auf verschiedene Ausführungsformen
und die Zeichnungen beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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1 zeigt
eine Leitungsanordnung eines Bremsgeräts, das mit einem elektromagnetischen Ventil
für eine
Bremssteuerung gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung versehen ist.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
elektromagnetische Kraft ändert
sich direkt proportional zu dem Erregungsbetrag der Spule 40;
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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Demzufolge
strömt
Bremsfluid zwischen dem M/C 1 und dem W/C 2 gemäß einem
Betrieb eines Bremspedals während
einem normalen Bremsen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Andere Ausführungsformen
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 der Ansprüche abzuweichen.
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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.