DE102012201777A1

DE102012201777A1 - Verstärker

Info

Publication number: DE102012201777A1
Application number: DE102012201777A
Authority: DE
Inventors: Mitsuhiro Endo; Hiroshi Owada
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2011-02-07
Filing date: 2012-02-07
Publication date: 2012-08-09
Also published as: US9896074B2; JP2012162173A; US20120200147A1; CN102627103B; JP5682008B2; CN102627103A

Abstract

Eine Eingabestange wird durch ein Bremspedal betätigt, um die Luft in eine Kammer variablen Drucks durch ein Steuerungsventil einzuführen, um einen Antriebskolben anzutreiben, wodurch ein Primärkolben vorangetrieben wird, um einen Bremsfluiddruck in einem Hauptzylinder zu erzeugen. Ein Teil der Reaktionskraft von dem Fluiddruck wird durch ein Reaktionselement auf die Eingabestange übertragen. Der Primärkolben wird mit einem Leerhub versehen, in dem kein Fluiddruck erzeugt wird, und die Reaktionskraft, die auf einen Kolben zu übertragen ist, wird durch eine Reaktionskrafteinstellfeder begrenzt. Im Bereich des Leerhubs wird ein Fluiddruck durch eine Fluiddrucksteuerungseinheit auf einen Radzylinder übertragen, um eine regenerative kooperative Steuerung durchzuführen, und eine Reaktionskraft von einer Reaktionsfeder wird an die Eingabestange angelegt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verstärker, der eine Bremskraft verstärkt, mit einem Aktor.
Eine regenerative kooperative Steuerung ist eine bekannte Technik, die bei einer Bremsvorrichtung für Fahrzeuge eingesetzt wird, um eine gewünschte Bremskraft zu erhalten, indem die Bremskraftverteilung zwischen Reibungsbremsen unter Verwendung einer Fluiddruckbremse und regenerativem Bremsen unter Verwendung eines Dynamos, zum Beispiel eines Motorgenerators, gesteuert wird. Die japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 2009-202678 offenbart eine Bremssteuerungsvorrichtung mit einer Fluiddrucksteuerungseinheit, die zwischen einem Hauptzylinder und einer Fluiddruckbremse für jedes Rad eingesetzt ist. Die Fluiddrucksteuerungseinheit weist eine Pumpe, einen Akkumulator, ein elektromagnetisches Ventil usw. auf, um einen Fluiddruck, der der Fluiddruckbremse zuzuführen ist, wahlweise zu erhöhen, zu reduzieren oder zu halten. Während des regenerativen Bremsens stellt die Fluiddrucksteuerungseinheit einen Fluiddruck ein, der der Fluiddruckbremse zuzuführen ist, wodurch eine regenerative Kooperationssteuerung durchgeführt wird.
Das folgende Problem ist jedoch mit einer Bremssteuerungsvorrichtung verbunden, die eine regenerative kooperative Steuerung unter Verwendung einer Fluiddrucksteuerungseinheit wie derjenigen, die in der japanischen Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 2009-202678 verwendet wird, durchführt. Wenn der Bremsfluiddruck durch die Fluiddrucksteuerungseinheit während der Ausübung der regenerativen Kooperationssteuerung erhöht oder reduziert wird, variiert der Fluiddruck in dem Hauptzylinder. Folglich variiert die Reaktionskraft der Betätigung eines Bremspedals, was das Bremspedalbetätigungsgefühl verschlechtert.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verstärker bereitzustellen, der dazu ausgestaltet ist, die Variation einer Reaktionskraft auf das Bremspedal während einer regenerativen kooperativen Steuerung zu reduzieren, um das Bremspedalbetätigungsgefühl zu verbessern.
Um das oben beschriebene Problem zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung einen Verstärker bereit, der ein Eingabeelement, das als Antwort auf eine Betätigung eines Bremspedals beweglich ist, ein Assistenzelement, das dazu in der Lage ist, sich in Bezug auf das Eingabeelement vor und zurück zu bewegen, einen Aktor, der angeordnet ist, um das Assistenzelement auf die Bewegung des Eingabeelements anzutreiben, sodass das Assistenzelement dem Eingabeelement folgt, einen Reaktionskraftverteilungsmechanismus, der dazu angeordnet ist, einen Schub des Eingabeelements und einen Schub des Assistenzelements in einen kombinierten Schub zu kombinieren und den kombinierten Schub auf einen Zylinder eines Hauptzylinders zu übertragen und ferner eine Reaktionskraft von dem Zylinder auf das Eingabeelement und auf das Assistenzelement zu verteilen, und ein Reaktionskraftanlegungselement, das dazu angeordnet ist, eine Reaktionskraft auf den Vortrieb des Eingabeelements anzulegen, aufweist. Während der Zeit, ab der ein Fluiddruck in dem Hauptzylinder als Antwort auf eine Betätigung des Bremspedals erzeugt wird bis der Schub des Aktors einen Volllastbereich erreicht, empfängt das Eingabeelement die Reaktionskraft von dem Reaktionskraftverteilungsmechanismus nicht, bis das Eingabeelement sich um einen vorbestimmten Hubweg aus einer Anfangsposition bewegt hat, aber empfängt die Reaktionskraft von dem Reaktionskraftverteilungsmechanismus für einen weiteren Hubweg des Eingabeelements.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Variation der Reaktionskraft auf das Bremspedal während einer regenerativen kooperativen Steuerung zu reduzieren, um das Bremspedalbetätigungsgefühl zu verbessern.
KURZE FIGURENBESCHREIBUNG
1 ist ein Konzeptblockdiagramm einer Bremsvorrichtung mit einem Verstärker gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine vertikale Schnittansicht des Verstärkers gemäß der ersten Ausführungsform und eines Hauptzylinders.
3 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht des Verstärkers in 1, die einen Zustand zeigt, in dem der Kolben des Hauptzylinders in einem Leerhubbereich ist, in dem der Hauptzylinder keinen Fluiddruck erzeugt.
4 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht des Verstärkers in 1, die einen Zustand zeigt, wo der Hauptzylinder einen Fluiddruck erzeugt und eine Reaktionskraft von dem Fluiddruck nicht auf eine Eingabestange übertragen wird.
5 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht des Verstärkers in 1, die einen Zustand zeigt, in dem der Hauptzylinder einen Fluiddruck erzeugt und eine Reaktionskraft von dem Fluiddruck auf die Eingabestange übertragen wird.
6 ist eine vergrößerte vertikale Schnittansicht eines Hauptteils eines Verstärkers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine vertikale Schnittansicht eines Verstärkers gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist ein Graph, der die Eingabe-Ausgabecharakteristika des Verstärkers zeigt, der in 1 gezeigt ist.
DETAILBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unten im Detail mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erklärt. Eine Autobremsvorrichtung 200, die einen Verstärker 101 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet, wird mit Bezug auf 1 erklärt. Die Bremsvorrichtung 200 weist einen Verstärker 101, eine Fluiddrucksteuerungseinheit 5, die mit Fluiddruckanschlüssen 164 und 165 eines Hauptzylinders 110 verbunden ist, der auf dem Verstärker 101 installiert ist, um einen Bremsfluiddruck auf Radzylinder Ba bis Bd von Fluiddruckbremsen Wa bis Wd zu übertragen, eine Steuerung 7, die die Fluiddrucksteuerungseinheit 5 steuert, und eine regenerative Bremsvorrichtung 8, die ein regeneratives Bremsen durchführt, auf.
Die Fluiddrucksteuerungseinheit 5 weist einen Zweisystem-Fluiddruckkreislauf auf, der in der Form von „X-Röhren” angeordnet ist. Der Zweisystem-Fluiddruckkreislauf enthält einen ersten Fluiddruckkreislauf 5A (die rechte Seite der Mitte der Fluiddrucksteuerungseinheit 5, wie in 1 zu sehen ist) zum Zuführen eines Fluiddrucks von dem Primäranschluss 164 des Hauptzylinders 110 zu den Radzylindern Ba bis Bb der Bremsen für das linke Vorderrad Wa und das rechte Hinterrad Wb, und einen zweiten Fluiddruckkreislauf 5B (die linke Seite der Mitte der Fluiddrucksteuerungseinheit 5, wie in 1 zu sehen ist), um einen Fluiddruck von dem Sekundäranschluss 165 des Hauptzylinders 110 zu den Radzylindern Bc und Bd der Bremsen für das rechte Vorderrad Wc und das linke Hinterrad Wd zuzuführen.
In dieser Ausführungsform sind die Bremsen Fluiddruck-Scheibenbremsen, die einen Fluiddruck auf die Radzylinder Ba bis Bd übertragen, um die hiermit verbundenen Kolben vorwärts zu bewegen, was bewirkt, dass Bremsklötze gegen entsprechende Bremsscheiben gepresst werden, die zusammen mit den Rädern rotieren, wodurch eine Bremskraft erzeugt wird. Die Bremsen können jedoch auch andere Typen von Fluiddruckbremsen sein, beispielsweise allgemein bekannte Trommelbremsen.
Der erste Fluiddruckkreislauf 5A und der zweite Fluiddruckkreislauf 5B haben ähnliche Anordnungen. Die Fluiddruckkreisläufe, die mit den Bremsen Ba bis Bd für die Räder Wa bis Wd verbunden sind, sind in ihrer Anordnung ebenfalls zueinander ähnlich. In der folgenden Beschreibung zeigen die Suffixe A und B und a bis d, die den Bezugszeichen hinzugefügt werden, an, dass die konstituierenden Elemente, die durch diese Bezugszeichen bezeichnet werden, jeweils zu dem ersten Fluiddruckkreislauf 5A bzw. dem zweiten Fluiddruckkreislauf 5B bzw. den Rädern Wa bis Wd gehören.
Die Fluiddrucksteuerungseinheit 5 weist Zuführungsventile 35A und 35B auf, die elektromagnetische An-Aus-Ventile sind, die die Zuführung eines Fluiddrucks von dem Hauptzylinder 110 zu den Radzylindern der Bremsen Ba bis Bd für die Räder Wa bis Wd steuern. Die Fluiddrucksteuerungseinheit 5 weist ferner Druckerhöhungsventile 36a bis 36d, die elektromagnetische An-Aus-Ventile sind, die die Zuführung von Fluiddruck zu den Bremsen Ba bis Bd steuern, Systemreservoirs 37A und 37B zum Lösen des Fluiddrucks von dem Bremsen Ba bis Bd, Druckverminderungsventile 38a bis 38d, die elektromagnetische An-Aus-Ventile sind, die das Lösen des Fluiddrucks von dem Bremsen Ba bis Bd zu dem Systemreservoir 37A und 37B steuern, Pumpen 39A und 39B zum Zuführen eines Fluiddrucks zu den Radzylindern Ba bis Bd der Bremsen, einen Pumpenmotor 40, der die Pumpen 39A und 39B antreibt, Verstärkerventile 41A und 41B, die elektromagnetische An-Aus-Ventile sind, die die Zuführung von Fluiddruck von dem Hauptzylinder 110 zu den Ansaugseiten der Pumpen 39A und 39B steuern, Rückschlagventile 42A, 42B, 43A, 43B, 44A und 44B, um einen Rückfluss von der stromabwärtigen Seite der Pumpen 39A und 39B in Richtung der stromaufwärtigen Seite hiervon zu verhindern, und Fluiddrucksensoren 45A und 45B, die Fluiddrücke an dem Primäranschluss 164 und Sekundäranschluss 165 des Hauptzylinders 110 detektieren, auf.
Die folgenden Betriebsmodi können ausgeführt werden, indem die Operationen der Zuführventile 35A und 35B, der Druckerhöhungsventile 36a bis 36d, der Druckreduzierventile 38a bis 38d der Verstärkerventile 41A und 41B und des Pumpenmotors 40 durch die Fluiddrucksteuerungseinheit 5 gesteuert werden.
[Normalbremsmodus]
Während des normalen Bremsens werden die Zuführventile 35A und 35B und die Druckerhöhungsventile 36a bis 36d geöffnet, und die Druckreduzierventile 38a bis 38d und die Verstärkerventile 41A und 41B werden geschlossen, wodurch ein Fluiddruck von dem Hauptzylinder 110 zu den Radzylindern Ba bis Bd der Räder Wa bis Wd bereitgestellt wird.
[Druckreduziermodus]
Die Druckreduzierventile 38a bis 38d werden geöffnet und die Zuführungsventile 35A und 35B, die Druckerhöhungsventile 36a bis 36d und die Verstärkerventile 41A und 41B werden geschlossen, wodurch der Fluiddruck von den Radzylindern Ba bis Bd in die Reservoirs 37A und 37B abgelassen wird, wodurch der Fluiddruck in den Radzylindern Ba bis Bd reduziert wird.
[Druckerhaltungsmodus]
Die Druckerhöhungsventile 36a bis 36d und die Druckreduzierventile 38a bis 38d sind geschlossen, wodurch der Fluiddruck in den Radzylindern Ba bis Bd aufrechterhalten wird.
[Druckerhöhungsmodus]
Die Druckerhöhungsventile 36a bis 36d werden geöffnet und die Zuführungsventile 35A und 35B, die Druckredzierventile 38a bis 38d und die Verstärkungsventile 41A und 41B werden geschlossen. In diesem Zustand wird der Pumpenmotor 40 betätigt, wodurch ein Zurückfließen von Bremsfluid aus dem Reservoir 37A und 37B zu dem Hauptzylinder 110 bewirkt wird, um den Fluiddruck in den Radzylindern Ba bis Bd zu erhöhen.
[Verstärkungsmodus]
Die Verstärkerventile 41A und 41B und die Druckerhöhungsventile 36a bis 36d werden geöffnet und die Druckverminderungsventile 38a bis 38d und die Zuführungsventile 35A und 35B werden geschlossen. In diesem Zustand wird der Pumpenmotor 40 betrieben, um die Pumpen 39A und 39B zu aktivieren, um Bremsfluid unabhängig vom Fluiddruck im Hauptzylinder 110 zu den Radzylindern Ba bis Bd zuzuführen.
Verschiedene Steuerungsoperationen können durchgeführt werden, indem die oben beschriebenen Betriebsmodi geeignet in Übereinstimmung mit den Fahrzeugzuständen ausgeführt werden. Beispielsweise ist es möglich, die folgende Steuerung auszuführen: Bremskraftverteilungssteuerung, um Bremskraft geeignet gemäß der Bodenhaftung usw. während des Bremsens auf jedes Rad zu übertragen; Antiblockierbremssteuerung, um ein Blockieren von Rädern zu verhindern, indem automatisch Bremskraft für jedes Rad während des Bremsens eingestellt wird; Fahrzeugstabilitätssteuerung, um ein Verhalten des Fahrzeugs durch Unterdrückung von Unersteuern und Übersteuern durch automatisches Anlegen von Bremskraft auf jedes Rad in geeigneter Weise, unabhängig von dem Betätigungsmaß des Bremspedals 19 zu stabilisieren; Berganfahrassistenzsteuerung, um ein Anfahren an einer Steigung (insbesondere Aufwärtssteigung) zu unterstützen, während das Fahrzeug gebremst gehalten wird; Traktionssteuerung, um ein Durchdrehen eines Rads beim Anfahren usw. zu verhindern; Fahrzeugfolgesteuerung, um einen vorbestimmten Abstand zwischen dem betreffenden Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug einzuhalten; Uhrabweichungsverhinderungssteuerung, um das Fahrzeug in der Fahrspur zu halten; und Hindernisausweichsteuerung, um eine Kollision mit einem Hindernis zu vermeiden.
Als Pumpen 39A und 39B können herkömmlich bekannte Fluiddruckpumpen verwendet werden, beispielsweise Kolbenpumpen, Trochoidpumpen, Zahnradpumpen usw. Zahnradpumpen werden im Hinblick auf die Fahrzeugmontierbarkeit, geringe Lautstärke, Pumpeffizienz usw. bevorzugt verwendet. Der Pumpmotor 40 kann ein herkömmlich bekannter DC-Motor, bürstenloser DC-Motor oder beispielsweise ein Wechselstrommotor sein. Ein bürstenloser DC-Motor wird bevorzugt vom Standpunkt der Steuerbarkeit, geringen Lautstärke, Haltbarkeit, Fahrzeugmontierbarkeit usw. aus bevorzugt verwendet.
Charakteristika der elektromagnetischen An-Aus-Ventile der Fluiddrucksteuerungseinheit 5 können gemäß dem verwendeten Modus geeignet eingestellt werden. In diesem Zusammenhang ist jedoch die folgende Struktur im Hinblick auf eine Fehlersicherheit und Steuerungseffizienz zu bevorzugen. Diese sieht vor, dass die Zuführungsventile 35A und 35B und die Druckerhöhungsventile 36a bis 36d als normal-geöffnete Ventile ausgebildet sind und die Druckverminderungsventile 38a bis 38d und die Verstärkerventile 41A und 41B als normal-geschlossene Ventile ausgebildet sind. Wenn bei dieser Struktur kein Steuerungssignal von der Fluiddrucksteuerungseinheit 5 erhältlich ist, kann der erforderliche Fluiddruck von dem Hauptzylinder 110 zu den Bremsen Ba bis Bd zugeführt werden.
Die regenerative Bremsvorrichtung 8 treibt einen Dynamo (Elektromotor) durch die Rotation zumindest eines Rades während der Verzögerung und des Bremsens an, wodurch kinetische Energie als elektrische Energie zurück gewonnen wird. Die regenerative Bremsvorrichtung 8 und die Steuerung 7 tauschen Steuerungssignale aus, um eine regenerative Kooperationssteuerung auf der Grundlage eines Signals von einem Hubsensor 20 durchzuführen, der die Betätigung des Bremspedals 14 durch den Fahrer detektiert. Das heißt, während der regenerativen Bremsung wird ein erforderlicher Bremsfluiddruck berechnet, indem ein Fluiddruck, der einer Bremskraft entspricht, die durch die regenerative Bremse erzeugt wird, von einem benötigten Bremsfluiddruck subtrahiert wird, der auf der Grundlage des Signals von einem Hubsensor 20 berechnet wird, und der Bremsfluiddruck, der damit erhalten wird, wird den Radzylindern Ba bis Bd zugeführt, wodurch eine gewünschte Bremskraft erhalten wird.
2 zeigt ein Fluiddruck-Erzeugungssystem inklusive den Verstärker 101 gemäß der ersten Ausführungsform und den Hauptzylinder 110, der in dem Verstärker 101 angebracht ist. Der Verstärker 101 ist ein einzelner pneumatischer Verstärker mit einem pneumatischen Aktor als Verstärkerquelle. Der Verstärker 101 weist ein Gehäuse 104 auf. Das Gehäuse 104 ist ausgebildet, indem eine Vorderschale 102 und eine Rückenschale 103 miteinander verbunden werden, die aus einer dünnen Platte ausgebildet sind. Das Innere des Gehäuses 104 wird durch einen Leistungskolben 106 mit einer Membran 105 in zwei Kammern aufgeteilt, das heißt eine Konstantdruckkammer 107 und eine variable Druckkammer 108. Die Vorderschale 102 und die Rückenschale 103 sind jeweils im Wesentlichen in der Form eines Kreiszylinders, von dem ein Ende geschlossen ist. Die Vorder- und Rückenschalen 102 und 103 sind luftdicht miteinander verbunden, indem die Öffnungskante des äußeren Umfangs der Rückenschale 103 in die Öffnungskante des äußeren Umfanges der Vorderschale 102 gefügt wird und ein äußerer Umfangsabschnitt der Membran 105 zwischen die Öffnungskanten der Vorder- und Rückenschalen 102 und 103 eingelegt wird.
Der Hauptzylinder 110 wird an der Vorderschale 102 befestigt, wobei das rückseitige Ende des Hauptzylinders 110 in eine Öffnung 109 in der Mitte des Bodens der Vorderschale 102 eingesetzt ist. Die Rückenschale 103 weist einen rückseitigen zylindrischen Abschnitt 112 auf, der von der Mitte ihres Bodens aus vorsteht, um es einem Ventilkörper 111 (Assistenzelement; später beschrieben) zu erlauben, hierein eingesetzt zu werden. Die Rückenschale 103 weist eine rückseitige Lageroberfläche 113 auf, die um den rückseitigen zylindrischen Abschnitt 112 herum ausgebildet ist. Die rückseitige Lageroberfläche 113 stößt gegen das Instrumentenbrett (nicht gezeigt) des Fahrzeugkörpers an.
Das Gehäuse 104 ist mit einer Verbindungsstange 114 versehen, die sich von der Vorderschale 102 zu der rückseitigen Lageroberfläche 113 der Rückenschale 103 hierdurch erstreckt. Die Verbindungsstange 114 weist einen Montagegewindeabschnitt 115 und einen Befestigungsgewindeabschnitt 116 an ihren gegenüberliegenden Enden auf. Die proximalen Endabschnitte des Montage- und des Befestigungsgewindeabschnitts 115 und 116 sind in ihrem Durchmesser vergrößert, um jeweils einen Frontflansch 117 und einen rückseitigen Flansch 118 zu bilden. Der Frontflansch 117 stößt luftdicht gegen die Innenseite einer Frontlageroberfläche des Hauptzylinders 110, mit einer Halterung 119 und einer Abdichtung 120 dazwischen eingefügt, an, und der rückseitige Flansch 118 stößt luftdicht gegen die Innenseite der rückseitigen Lageroberfläche 113 an. In diesem Zustand wird die Vorderschale 102 an der Rückenschale 103 durch eine Abdichtung befestigt. Der Mittelabschnitt der Verbindungsstange 114 erstreckt sich durch eine Öffnung 121, die in dem Antriebskolben 106 vorgesehen ist, und durch eine im Wesentlichen kreisförmige zylindrische Stangendichtung 122 integral mit der Membran 105, verschiebbar und luftdicht in Bezug auf den Antriebskolben 106 und die Membran 105.
Es gibt zwei Verbindungsstangen 114 (nur eine von diesen ist in den Figuren gezeigt), die voneinander in der diametralen Richtung der Vorder- und Rückenschale 102 und 103 beabstandet sind. Der Montagegewindeabschnitt 115 jeder Verbindungsstange 114 wird verwendet, um den Hauptzylinder 110 an der Vorderschale 102 zu befestigen, und der Befestigungsgewindeabschnitt 116 wird verwendet, um die rückseitige Lageroberfläche 113 an dem oben beschriebenen Instrumentenbrett (nicht gezeigt) des Fahrzeugkörpers zu befestigen. Zusätzlich weist die rückseitige Lageroberfläche 113 rückseitige Bolzen 123 auf, die an ihr durch Abdichtung befestigt sind. Die rückseitigen Bolzen 123 werden dazu verwendet, die rückseitige Lageroberfläche 113 an dem Instrumentenbrett zu befestigen.
Das Frontende des im Wesentlichen kreiszylindrischen Ventilkörpers 111 ist im Durchmesser vergrößert, um einen kreiszylindrischen Abschnitt 111A zu bilden. Der zylindrische Abschnitt 111A wird in entsprechende zentrale Öffnungen 105A und 106A der Membran 105 und des Antriebskolbens 106 eingeführt. Eine innere umfangseitige Kante 105B der zentralen Öffnung 105A der Membran 105 wird in eine äußere umfangseitige Nut 111B des Ventilkörpers 111 gefügt, wodurch es der Membran 105 und dem Ventilkörper 111 ermöglicht wird, luftdicht miteinander verbunden zu sein. Der Ventilkörper 111 weist einen zylindrischen Abschnitt mit verringertem Durchmesser 111C an einem rückseitigen Ende auf. Der zylindrische Abschnitt mit verringertem Durchmesser 111C erstreckt sich durch die Kammer mit variablem Druck 108 und wird durch den rückseitigen Zylinderabschnitt 112 der Rückenschale 103 eingesetzt, um sich nach außen zu erstrecken. Der zylindrische Abschnitt 112 weist ein Abdichtelement 124 auf, das an ihn gefügt ist, um den zylindrischen Abschnitt 112 und den zylindrischen Abschnitt mit reduziertem Durchmesser 111C des Ventilkörpers 111 verschiebbar abzudichten. Zusätzlich ist eine faltenbalgförmige Staubabdichtung 125 zwischen dem zylindrischen Abschnitt 112 und dem zylindrischen Abschnitt mit reduziertem Durchmesser 111C des Ventilkörpers 111 vorgesehen. Die Vorderschale 102 weist eine Verbindungsröhre 126 auf, die hieran befestigt ist. Die Verbindungsröhre 126 ist mit einer Vakuumquelle (nicht gezeigt) verbunden, zum Beispiel einer Motoransaugröhre, um die Kammer konstanten Drucks 107 zu jeder Zeit unter einem vorbestimmten Unterdruck zu halten.
Der zylindrische Abschnitt 111A am Frontende des Ventilkörpers 111 ist mit einem Reaktionskrafteinstellmechanismus 150 versehen. Der Ventilkörper 111 überträgt den Schub hiervon über den Reaktionskrafteinstellmechanismus 150 an eine Ausgabestange 128, die an einen Primärkolben (später beschrieben) des Hauptzylinders 110 anliegt. Die Ausgabestange 128 weist einen distalen Endabschnitt 128A auf, der gegen den Primärkolben 160 anschlägt, und einen proximalen Endabschnitt 128B, der in einer Becherform ausgebildet ist, um ein scheibenförmiges Reaktionselement 155 aufzunehmen (Reaktionskraftverteilungsmechanismus). Durch das Reaktionselement 155 empfängt die Ausgabestange 128 eine Kraft, die von dem Reaktionskrafteinstellmechanismus 150 übertragen wird, und überträgt eine Reaktionskraft von dem Hauptzylinder 110.
Der Reaktionskrafteinstellmechanismus 150 weist ein becherförmiges Halteelement 151, das an dem becherförmigen proximalen Endabschnitt 128B der Ausgabestange 128 angebracht ist, ein im Wesentlichen kreiszylinderförmiges Reaktionskraftaufnahmeelement 152, das dadurch befestigt ist, dass es in das Aufnahmeelement 151 gefügt ist, und ein im Wesentlichen säulenförmiges Reaktionskraftübertragungselement 153 (Reaktionskrafteinstellelement), das axial beweglich in dem Reaktionskraftaufnahmeelement 152 geführt wird, auf. Das Aufnahmeelement 151 weist eine stufenflanschförmige Federaufnahme 151A auf, die am äußeren Umfang seiner Öffnung integral ausgebildet ist. Die Federaufnahme 151A wird befestigt, indem sie am Frontende des Ventilkörpers 111 angefügt ist. Das Reaktionskraftaufnahmeelement 152 weist einen rückseitigen Endabschnitt auf, der sich von der Öffnung im Boden des Aufnahmeelements 151 aus erstreckt. Das Frontende des Reaktionskraftaufnahmeelements 152 ist an den proximalen Endabschnitt 128B der Ausgabestange 128 gefügt, um gegen das Reaktionselement 125 anzuliegen. Das Reaktionskraftübertragungselement 153 wird gegen das Reaktionselement 155 durch eine Reaktionskrafteinstellfeder 157 gedrängt, die eine Kompressionsspulenfeder ist. Die Reaktionskrafteinstellfeder 157 wird zwischen einer Federaufnahme mit vergrößertem Durchmesser 153A, die an einem axialen Zwischenabschnitt des Reaktionskraftübertragungselements 153 ausgebildet ist, und einem Führungsabschnitt 156 des Reaktionskraftaufnahmeelements 152, das das Reaktionskraftübertragungselement 153 führt, eingesetzt. Der Führungsabschnitt 156 wird an dem Reaktionskraftaufnahmeelement 152 befestigt. Ein Anliegen der Federaufnahme 153A gegen das Reaktionskraftaufnahmeelement 152 beschränkt das Reaktionskraftübertragungselement 153 darin, sich in Richtung des Reaktionselements 155 zu bewegen, wobei das Frontende der Federaufnahme 153A gegen das Reaktionselement 155 anliegt. Es sollte bemerkt werden, dass, obwohl das Reaktionselement 155 in dieser Ausführungsform im becherförmigen proximalen Endabschnitt 128B der Ausgabestange 128 enthalten ist, das Reaktionskraftaufnahmeelement 152 mit einer Ausnehmung versehen sein kann, um das Reaktionselement 155 aufzunehmen. In einem solchen Fall kann die Ausgabestange 128 in ihrer Konfiguration durch Ausbilden des proximalen Endabschnitts 128B in einer scheibenförmigen Form vereinfacht werden.
Ein Kolben 131 wird in den zylindrischen Abschnitt 111C mit reduziertem Durchmesser am rückseitigen Ende des Ventilkörpers 111 in dem Zustand eingebracht, indem er an seinem äußeren Umfang abgedichtet ist. Der Kolben 131 wird axial verschiebbar und luftdicht zwischen dem zylindrischen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 111A und dem zylindrischen Abschnitt mit reduziertem Durchmesser 111C des Ventilkörpers 111 geführt. Der Kolben 131 weist einen Abschnitt mit reduziertem Durchmesser an seinem Frontende auf. Der Frontendabschnitt mit reduziertem Durchmesser des Kolbens 131 wird in den Führungsabschnitt 156 des Reaktionskraftaufnahmeelements 152 so eingesetzt, dass er dem Reaktionskraftübertragungselement 153 über einen Spalt C zugewandt ist. Der Kolben 131 ist mit dem distalen Ende einer Eingabestange 133 (Eingabeelement) verbunden, die von dem rückseitigen Ende des Ventilkörpers 111 in diesen eingeführt wird. Mit dieser Struktur wird der Kolben 131 durch die Eingabestange 133 betätigt. Der proximale Endabschnitt der Eingabestange 133 erstreckt sich nach außen durch eine luftdurchlässige Staubabdichtung 134, die in den rückseitigen Endabschnitt des Ventilkörpers 111 gefügt ist. Eine Gabel 135 ist am proximalen Ende der Eingabestange 133 befestigt, um das Bremspedal 19 (siehe 1) mit der Eingabestange 133 zu verbinden. Zusätzlich wird ein Steuerungsventil 132 in den zylindrischen Abschnitt mit reduziertem Durchmesser 111C des Ventilkörpers 111 eingesetzt. Das Steuerungsventil 132 wird durch den Kolben 131 an-aus-gesteuert. Das Steuerungsventil 132 wird in eine Richtung zum Schließen des Ventils durch eine Ventilfeder 141 gedrängt, die an einem Ende von ihm durch die Eingabestange 133 gehalten wird.
Der Ventilkörper 111 weist eine Seitenwand 111D auf, die mit einem Durchgang konstanten Drucks 136 versehen ist, der sich in der axialen Richtung des Ventilkörpers 111 erstreckt, um mit der Kammer konstanten Drucks 107 verbunden zu sein. Die Seitenwand 111D ist ferner mit einem Durchgang variablen Drucks 137 versehen, der sich in der radialen Richtung des Ventilkörpers 111 erstreckt, um mit der Kammer variablen Drucks 108 verbunden zu sein. Das Steuerungsventil 132 schaltet zwischen Verbindung und Trennung des Durchgangs konstanten Drucks 136 und der Atmosphäre (Seite der Staubdichtung 134) in Bezug auf den Durchgang variablen Drucks 137 gemäß der relativen Verschiebung zwischen dem Ventilkörper 111 und dem Kolben 131 um. Wenn das Bremspedal 19 nicht betätigt wird, werden der Durchgang konstanten Drucks 136 (das heißt die Kammer konstanten Drucks 107) und die Atmosphäre (die Seite der Staubdichtung 134) vom Durchgang variablen Drucks 137 (das heißt der Kammer variablen Drucks 108) abgeschnitten. Wenn das Bremspedal 19 betätigt wird, um den Kolben 131 relativ zum Ventilkörper 111 vorwärts zu bewegen, ist der Durchgang variablen Drucks 137 mit der Atmosphäre (der Seite der Staubdichtung 134) verbunden, wobei der Durchgang konstanten Drucks 136 von dem Durchgang variablen Drucks 137 abgeschnitten bleibt. Zu diesem Zeitpunkt ist der Durchgang variablen Drucks 137 gegenüber der Atmosphäre durch die Staubdichtung 134 geöffnet.
Ein Stoppschalter 138 wird in den Durchgang variablen Drucks 137 eingeführt, der sich radial durch die Seitenwand 111D des Ventilkörpers 111 erstreckt. Der Stoppschalter 138 begrenzt die zurückgezogene Position des Ventilkörpers 111, indem er in Eingriff mit einem Stufenabschnitt des zylindrischen Abschnitts 112 der Rückenschale 103 steht. Zusätzlich begrenzt der Stoppschalter 138 das Maß relativer Verschiebung zwischen dem Ventilkörper 111 und dem Kolben 131, indem er beweglich in eine äußere umfangseitige Nut des Kolbens 131 eingreift.
Eine Rückführfeder 139 ist zwischen der Frontwand der Frontschale 102 und der Federaufnahme 151A des Aufnahmeelements 151 vorgesehen, das an dem zylindrischen Abschnitt 111A am Frontende des Ventilkörpers 111 befestigt ist. Die Rückführfeder 139 drängt den Ventilkörper 111 in eine zurückgezogene Position von ihm. Eine Rückführfeder 140 ist in dem zylindrischen Abschnitt von reduziertem Durchmesser 111C am rückseitigen Ende des Ventilkörpers 111 vorgesehen, um die Eingabestange 133 in Richtung einer zurückgezogenen Position von ihr zu drängen.
Ein becherförmiges Druckelement 147 wird axial verschiebbar am äußeren Umfang des Aufnahmeelements 151 des Reaktionskrafteinstellmechanismus 150 befestigt. Das Druckelement 147 weist den Abschnitt von reduziertem Durchmesser am Frontende des Kolbens 131 auf, der durch eine Öffnung im Boden des Druckelements 147 eingeführt wird. Der Boden des Druckelements 147 schlägt gegen einen abgestuften Abschnitt des Kolbens 131 an. Das Rückhalteelement 151 ist mit einer ringförmigen Federaufnahme 158 an der inneren Umfangseite der Rückführfeder 139 weiter vorne als die Federaufnahme 151A von ihr vorgesehen. Die Federaufnahme 158 ist integral mit einem anliegenden Abschnitt 158A ausgebildet. Der anliegende Abschnitt 158A erstreckt sich durch die Federaufnahme 151A des Aufnahmeelements 151, um gegen das Frontende des Druckelements 147 anzustoßen. Eine Reaktionsfeder 159 (Reaktionskraftanlegungselement) ist zwischen der Frontwand der Vorderschale 102 und der Federaufnahme 158 eingebracht. Die Reaktionsfeder 159 ist eine sich verjüngende Schraubenfeder, die in ihrem Durchmesser kleiner als die Rückführfeder 139 ist. In dieser Ausführungsform sind die Reaktionsfeder 159 und die Rückführfeder 139 so angeordnet, dass ihre axialen Positionen miteinander fluchten, sodass der Verstärker 101 kleiner ausgeführt wird. Es sollte bemerkt werden, dass, obwohl in dieser Ausführungsform die Reaktionsfeder 159 eine sich verjüngende Schraubenfeder ist, die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt ist. Es ist möglich, irgendein Reaktionskraftanlegungselement zu verwenden, zum Beispiel verschiedene Schraubenfedern, wie zum Beispiel eine fassförmige Feder und eine sanduhrförmige Feder, eine schraubenförmige Wellenfeder, eine Kombination von Kegelscheibenfedern und ein elastisches Element, das aus Gummi oder Kunststoff hergestellt ist.
Obwohl in dieser Ausführungsform die Reaktionsfeder 159 als ein Reaktionskraftanlegungselement in dem Gehäuse 104 vorgesehen ist, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Die Reaktionsfeder 159 kann außerhalb des Gehäuses 104, beispielsweise auf dem Bremspedal 119 oder zwischen der Eingabestange 133 und der rückseitigen Schale 103 vorgesehen werden. Das Reaktionskraftanlegungselement kann durch die Rückführfeder 140 ohne die Verwendung der Reaktionsfeder 159 ausgebildet werden.
Der Hauptzylinder 110 weist einen kreiszylindrischen Primärkolben 160 auf, der in einen öffnungsseitigen Teil von ihm eingefügt ist. Der Primärkolben 160 weist einen becherförmigen distalen Endabschnitt auf. Der Hauptzylinder 110 weist ferner einen becherförmigen Sekundärkolben 161 auf, der in einen bodenseitigen Teil von ihm gefügt ist. Der rückseitige Endabschnitt des Primärkolbens 160 steht von der Öffnung des Hauptzylinders 110 vor und stößt gegen das distale Ende der Ausgabestange 128 in der Kammer konstanten Drucks 107 an. Der Hauptzylinder 110 weist zwei Druckkammern, das heißt eine Primärkammer 162 und eine Sekundärkammer 163, auf, die durch den Primärkolben 160 und den Sekundärkolben 161 in ihm ausgebildet sind. Die Primärkammer 162 und die Sekundärkammer 163 sind jeweils mit Fluiddruckanschlüssen 164 und 165 versehen (siehe 1). Die Fluiddruckanschlüsse 164 und 165 sind mit den Radzylindern Ba bis Bd der Fluiddruckbremsen für die Räder Wa bis Wd durch die Fluiddrucksteuerungseinheit 5 verbunden, die einen Zweisystem-Fluiddruckkreislauf aufweist (siehe 1).
Die Oberseite der Seitenwand des Hauptzylinders 110 ist mit Reservoiranschlüssen 166 und 167 zum Verbinden der Primärkammer 162 und der Sekundärkammer 163 mit einem Reservoir 10 versehen. Zwei Abdichtelemente 168A und 168B dichten zwischen der Zylinderbohrung des Hauptzylinders 110 und dem Primärkolben 160 ab. Ähnlich dichten zwei Abdichtelement 169A und 169B zwischen der Zylinderbohrung des Hauptzylinders 110 und dem Sekundärkolben 161 ab. Die Abdichtelemente 168A und 168B sind so angeordnet, dass sie einander über dem Reservoiranschluss 166 axial zugewandet sind. Wenn der Primärkolben 160 in einer Nicht-Bremsposition ist, die in 2 gezeigt ist, ist die Primärkammer 162 mit dem Reservoiranschluss 166 durch einen Anschluss 170 verbunden, der in der Seitenwand des Primärkolbens 160 vorgesehen ist. Wenn sich der Primärkolben 160 aus der Nicht-Bremsposition über einen vorbestimmten Leerhub S vorwärts bewegt, wird die Primärkammer 162 von dem Reservoiranschluss 166 durch das Abdichtelement 168B abgeschnitten. Folglich wird die Primärkammer 162 unter Druck gesetzt (siehe 4).
Ähnlich sind die Abdichtelemente 169A und 169B dazu angeordnet, einander über den Reservoiranschluss 167 zugewandt zu sein. Wenn der Sekundärkolben 161 in einer Nicht-Bremsposition ist, die in 2 gezeigt ist, ist die Sekundärkammer 163 mit dem Reservoiranschluss 167 durch einen Anschluss 171 verbunden, der in der Seitenwand des Sekundärkolbens 161 vorgesehen ist. Wenn sich der Sekundärkolben 161 von der Nicht-Bremsposition über einen vorbestimmten Leerhub S vorwärts bewegt, wird die Sekundärkammer 163 von dem Reservoiranschluss 167 durch das Abdichtelement 169B abgeschlossen. Folglich ist die Sekundärkammer 163 druckbeaufschlagt.
Eine Federanordnung 172 ist zwischen dem Primärkolben 160 und dem Sekundärkolben 161 in der Primärkammer 162 eingefügt. Eine Rückführfeder 173 wird zwischen dem Boden des Hauptzylinders 110 und dem Sekundärkolben 161 in der Sekundärkammer 163 eingefügt. Die Rückführfeder 173 ist eine Kompressionsspulenfeder. Die Federanordnung 172 umfasst eine Kompressionsspulenfeder, die in einem vorbestimmten komprimierten Zustand durch eine expandierbare Aufnahme so gehalten wird, dass die Federanordnung 172 gegen die Federkraft von ihr komprimiert werden kann. Der Primärkolben 160 und der Sekundärkolben 161 bewegen sich normalerweise gleichzeitig, um die Primärkammer 162 und die Sekundärkammer 163 gleichzeitig mit Druck zu beaufschlagen.
Obwohl in der vorhergehenden Ausführungsform ein Tandemhauptzylinder als Beispiel verwendet wird, kann ein einzelner Hauptzylinder verwendet werden, wenn beispielsweise ein Bremssystem verwendet wird, in dem die zwei Vorderräder hydraulisch gesteuert werden und die Hinterräder elektrisch gesteuert werden.
Als nächstes wird der Betrieb des Verstärkers 101 mit Bezug auf 2 bis 5 und 8 beschrieben werden. Es sollte bemerkt werden, dass 8 die Beziehung zwischen der Eingabe F auf die Eingabestange 133 (das heißt dem Pedaldruck, der auf das Bremspedal 19 angelegt wird) einerseits und dem Fluiddruck P (und der Bremskraft) in dem Hauptzylinder 110 und dem Hub L der Eingabestange 133 andererseits zeigt.
Im Nicht-Bremszustand, der in 2 gezeigt ist, ist der Kolben 131 in der Nicht-Bremsposition, die in der Figur gezeigt ist, und die Kammer konstanten Drucks 107 und die Kammer variablen Drucks 108 sind unter demselben Druck. Daher wird kein Schub in dem Antriebskolben 106 erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt sind der Durchgang konstanten Drucks 136 (das heißt die Kammer konstanten Drucks 107) und der Durchgang variablen Drucks 137 (das heißt die Kammer variablen Drucks 108) durch das Steuerungsventil 132 abgeschnitten.
Wenn damit begonnen wird, das Bremspedal 19 einzudrücken (siehe Eingabe F1 in 8), und der Kolben 131 durch die Eingabestange 133 gegen die Federkraft der Reaktionsfeder 159, die durch die Federaufnahme 158 und das Druckelement 147 angelegt wird, und die Federkraft der Rückführfeder 140 auf den Kolben 131 nach vorne bewegt wird, trennt sich der Kolben 131 von dem Steuerungsventil 132, was dazu führt, dass der Durchgang variablen Drucks 137 zur Atmosphäre hin geöffnet wird, wodurch die Luft in die Kammer variablen Drucks 108 eingeführt werden kann. Folglich wird ein Differenzialdruck zwischen der Kammer konstanten Drucks 107 und der Kammer variablen Drucks 108 erzeugt und dieser Differenzialsdruck erzeugt einen Schub auf den Antriebskolben 106. Folglich bewegt sich der Ventilkörper 111 nach vorne, was bewirkt, dass die Ausgabestange 128 durch das Reaktionselement 155 vorwärts bewegt wird, um den Primärkolben 160 des Hauptzylinders 110 zu drücken. Wenn der Ventilkörper 111 sich nach vorne bewegt, wird der Durchgang variablen Drucks 137 von der Atmosphäre durch das Steuerungsventil 132 abgeschnitten. Folglich wird der Differenzialdruck zwischen der Kammer konstanten Drucks 107 und der Kammer variablen Drucks 108, das heißt der Schub des Antriebskolbens 106, aufrechterhalten. Folglich bewegt sich der Ventilkörper 111 der Bewegung des Kolbens 131 folgend.
Wie in 2 und 3 gezeigt ist, wird zu diesem Zeitpunkt kein Fluiddruck in dem Hauptzylinder 110 erzeugt und von dem Fluiddruck wird keine Reaktionskraft erzeugt, bis der Primärkolben 160 und der Sekundärkolben 161 die Leerhubposition S erreichen. Folglich wirkt nur eine Reaktionskraft von der Federkraft der Reaktionsfeder 159 auf das Bremspedal 19.
Wenn das Bremspedal 19 weiter eingedrückt wird, sodass der Primärkolben 160 die Leerhubposition S erreicht, wie in 4 gezeigt ist, werden die Anschlüsse 170 und 171 durch die Dichtelemente 168B und 169B geschlossen, was zu einem Erzeugen von Fluiddruck im Hauptzylinder 110 führt (siehe die Eingabe F2 in 8), und eine Reaktionskraft von dem Fluiddruck wirkt auf den Ventilkörper 111 durch das Reaktionselement 155 und ferner durch das Reaktionskraftaufnahmeelement 152. Zu diesem Zeitpunkt wirkt auch ein Teil der Reaktionskraft auf das Reaktionskraftübertragungselement 153 durch das Reaktionselement 155. Das Reaktionskraftübertragungselement 153 wird jedoch durch die Reaktionskrafteinstellfeder 157 in Richtung des Reaktionselements 155 gedrängt. Daher bewegt sich das Reaktionskraftübertragungselement 153 nicht, bis die Reaktionskraft, die auf das Reaktionskraftübertragungselement 153 wirkt, die Federkraft der Reaktionskrafteinstellfeder 157 erreicht. Zusätzlich ist der Spalt C zwischen dem Reaktionskraftübertragungselement 153 und dem Kolben 131 vorgesehen. Daher wirkt die Reaktionskraft von dem Fluiddruck in dem Hauptzylinder 110 nicht auf den Kolben 131, sondern die Reaktionskraft der Federkraft der Reaktionsfeder 159 und die derjenigen der Rückführfeder 140 wirken weiter auf den Kolben 131. Damit ist es möglich, ein bevorzugtes Bremsbetätigungsgefühl auf dem Bremspedal 19 aufrechtzuerhalten, unabhängig vom Fluiddruck im Hauptzylinder 110.
Wenn das Bremspedal 19 weiter eingedrückt wird, bewegt sich der Ventilkörper 111 weiter nach vorne, was den Fluiddruck in dem Hauptzylinder 110 dazu bringt, zu steigen, was zu einem Anstieg der Reaktionskraft von dem Fluiddruck führt. Wenn die Reaktionskraft, die von dem Reaktionselement 155 auf das Reaktionskraftübertragungselement 153 ausgeübt wird, die Federkraft der Reaktionskrafteinstellfeder 157 übersteigt, wie in 5 gezeigt ist, zieht sich das Reaktionskraftübertragungselement 153 zurück und schlägt gegen den Kolben 131 an (siehe Eingabe F3 in 8). Folglich wirkt ein Teil der Reaktionskraft von dem Fluiddruck in dem Hauptzylinder 110 auf den Kolben 131. Als eine Folge nimmt das Verstärkerverhältnis des Verstärkers 101 ab, aber die Reaktionskraft, die gemäß dem Fluiddruckanstieg im Hauptzylinder 110 ansteigt, wird auf das Bremspedal 19 übertragen, und es ist möglich, dem Fahrer ein angespanntes Bremsgefühl zu vermitteln, das nicht alleine durch die Reaktionsfeder 159 erhalten werden kann. Wenn das Bremspedal 19 danach weiter eingedrückt wird, um den Volllastpunkt zu erreichen (siehe Eingabe F4 in 8), nimmt das Verstärkerverhältnis weiter ab.
Wenn das Bremspedal 19 zurückgenommen wird, um die Eingabe auf die Eingabestange 133 aufzuheben, zieht sich der Kolben 131 zurück und der Durchgang variablen Drucks 137 ist mit dem Durchgang konstanten Drucks 136 in dem Zustand verbunden, in dem sie von der Atmosphäre durch das Steuerungsventil 132 abgeschnitten sind. Damit wird der Differenzialdruck zwischen der Kammer konstanten Drucks 107 und der Kammer variablen Drucks 108 aufgehoben und der Schub in dem Antriebskolben 106 verschwindet. Folglich zieht sich der Antriebskolben 106 zurück, indem er der Bewegung des Kolbens 131 folgt, um zu der Nicht-Bremsposition, die in 2 gezeigt ist, zurückzukehren.
Das Folgende ist eine Erklärung der Steuerung der Bremsvorrichtung 200 durch die Steuerung 7.
Während der Zeit ab dem Beginn des Eindrückens des Bremspedals 19 bis der Hub des Primärkolbens 160 und des Sekundärkolbens 161 den Leerhub S erreicht, betreibt die Steuerung 7 die Fluiddrucksteuerungseinheit 5, um das Bremsfluid den Radzylindern Ba bis Bd auf der Basis des Hubs der Eingabestange 133 (das heißt des Bremspedals 19), der durch den Hubsensor 20 detektiert wird, zuzuführen, wodurch eine Bremskraft erzeugt wird, die dem Betätigungsmaß des Bremspedals 19 entspricht. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Reaktionskraft, die dem Betätigungsmaß des Bremspedals 19 entspricht, auf das Bremspedal 19 durch die Federkraft der Reaktionsfeder 159 angelegt.
Normalerweise wird im oben beschriebenen Bremsbereich (Bereich der Eingaben F1 bis F3 in 8), nach einer kurzen Leerzeit von F1, ein regeneratives Bremsen durch die regenerative Bremsvorrichtung 8 durchgeführt und eine regenerative kooperative Steuerung wird durch die Steuerung 7 durchgeführt. Während der Ausführung regenerativer kooperativer Steuerung erzeugt die regenerative Bremsvorrichtung 8 eine regenerative Bremskraft entsprechend einer Zielbremskraft, die auf der Grundlage des Hubs der Eingabestange 133, die durch den Hubsensor 20 detektiert wird, bestimmt wird. Wenn die regenerative Bremskraft nicht ausreicht, wird ein Bremsfluiddruck, der dem Unterschied zwischen der Zielbremskraft und der regenerativen Bremskraft entspricht, den Radzylindern Ba bis Bd zugeführt, wodurch eine gewünschte Bremskraft erhalten wird.
Während der regenerativen kooperativen Steuerung wird in dem Hauptzylinder 110 kein Fluiddruck erzeugt, bis der Hub der Eingabestange 133 den Leerhub S (Eingabe F2 in 8) erreicht. Daher kann regeneratives Bremsen maximal verwendet werden, sodass Energie effizient wieder aufgenommen werden kann. Selbst wenn der Fluiddruck in dem Hauptzylinder 110 durch den regenerativen kooperativen Betrieb der Fluiddrucksteuerungseinheit 5 variiert wird, wird der Fluiddruck in dem Hauptzylinder 110 nicht ansteigen, weil die Primärkammer 162 und die Sekundärkammer 163 des Hauptzylinders 110 mit dem Reservoir 10 in Verbindung stehen. Folglich gibt es keinen Rückstoß auf das Bremspedal 19 aufgrund einer Reaktionskraft von dem Fluiddruck, und der Fahrer kann das Bremspedal 19 betätigen, ohne sich unwohl zu fühlen. Durch Konfigurieren des Systems, sodass die regenerative Bremsvorrichtung 8 einen maximale regenerativen Zustand im Bereich des Leerhubs S erreicht, kann regeneratives Bremsen maximal verwendet werden und die Energie kann effizient wieder aufgenommen werden. Wenn die regenerative Bremsvorrichtung 8 kein regeneratives Bremsen im Bereich des Leerhubs S ausführt, erzeugt die Fluiddrucksteuerungseinheit 5 einen Fluiddruck, der dem Hub der Eingabestange 133 entspricht. Es ist daher möglich, zu verhindern, dass der Fahrer ein unbequemes Gefühl hat, wenn er eine Verzögerung als Antwort auf die Betätigung des Bremspedals 19 erfährt.
Der Ausdruck „maximaler regenerativer Zustand”, wie er hierin verwendet wird, meint die maximale Bremskraft (häufig beschrieben durch Kraft oder Beschleunigung) der regenerativen Bremsvorrichtung, die bei der Konstruktion des Fahrzeugs eingestellt ist.
Obwohl es bevorzugt wird, dass die regenerative Bremsvorrichtung 8 den maximalen regenerativen Zustand im Bereich der Eingaben F1 bis F3 in 8 erreicht, kann das regenerative Maß sogar für dieselbe Eingabe von der Eingabestange in Abhängigkeit der Fahrzustände des Fahrzeugs abweichen, weil die regenerative Menge in Übereinstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Batterieladezustand, der Straßenoberfläche μ usw. eingestellt wird. Es gibt Fälle, in denen die regenerative Bremsung in Abhängigkeit der Fahrzustände des Fahrzeugs angehalten wird.
Wenn das Bremspedal 19 weiter eingedrückt wird, sodass der Hub des Primärkolbens 160 den Leerhub S erreicht (siehe Eingabe F2 in 8), wird der Reservoiranschluss 166 geschlossen, und ein Fluiddruck wird in dem Hauptzylinder 110 erzeugt. Folglich wirkt eine Reaktionskraft von dem Fluiddruck auf das Reaktionskraftaufnahmeelement 152 und das Reaktionskraftübertragungselement durch das Reaktionselement 155. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich das Reaktionskraftübertragungselement 153 nicht, bis die Reaktionskraft, die auf das Reaktionskraftübertragungselement 153 wirkt, die Federkraft der Reaktionskrafteinstellfeder 157 erreicht. Zusätzlich wird der Spalt C zwischen dem Reaktionskraftübertragungselement 153 und dem Kolben 131 vorgesehen. Daher wirkt die Reaktionskraft von dem Fluiddruck in dem Hauptzylinder 110 nicht auf den Kolben 131, sondern nur die Reaktionskraft von der Federkraft der Reaktionsfeder 159 und der Rückführfeder 140 wirkt durchgehend auf den Kolben 131. Damit ist es möglich, ein bevorzugtes Betätigungsgefühl auf dem Bremspedal 19 unabhängig vom Fluiddruck im Hauptzylinder 110 aufrecht zu erhalten.
Daher wird, in Bezug auf den schraffierten Bereich R in 8, kein Hauptzylinder-Fluiddruck erzeugt, sondern durch die regenerative Bremsvorrichtung 8 oder die Fluiddrucksteuerungseinheit 5 wird eine Bremskraft erzeugt. Hierdurch ist es möglich, eine gewünschte Bremskraft zu erhalten (Strichpunktlinie in 8), die dem Betätigungsmaß des Bremspedals 19 entspricht, das äquivalent einer Bremskraft ist, die erhalten wird, wenn der Hauptzylinder-Fluiddruck in dem schraffierten Bereich R erzeugt wird.
Wenn das Bremspedal 19 weiter eingedrückt wird, bewegt sich der Ventilkörper 111 weiter nach vorne, was bewirkt, dass der Fluiddruck in dem Hauptzylinder 110 ansteigt, was wiederum zu einem Anstieg der Reaktionskraft von dem Fluiddruck führt. Wenn die Reaktionskraft, die von dem Reaktionselement 155 auf das Reaktionskraftübertragungselement 153 übertragen wird, die Federkraft der Reaktionskrafteinstellfeder 157 übersteigt, wie in 5 gezeigt ist, zieht sich das Reaktionskraftübertragungselement 153 zurück und stößt an den Kolben 131 an (siehe Eingabe F3 (vorbestimmte Hubposition; vorbestimmter Pedaldruck) in 8). Folglich wirkt ein Teil der Reaktionskraft von dem Fluiddruck in dem Hauptzylinder 110 auf den Kolben 131.
Zu diesem Zeitpunkt beendet die regenerative Bremsvorrichtung 8 das regenerative Bremsen und die Steuerung 7 erlaubt es, dass die Fluiddrucksteuerungseinheit 105 auf den Normalbremsmodus umschaltet, um den Fluiddruck im Hauptzylinder 110 auf die Radzylinder Ba bis Bd zu übertragen. Folglich wird eine Negativdruckverstärkung durch den Verstärker 101 durchgeführt, um den Volllastpunkt zu erreichen (siehe Eingabe F4 in 8). Die Negativdruckverstärkung ermöglicht ein weiches Bremspedalbetätigungsgefühl. Wenn eines der Fluiddrucksysteme des ersten und zweiten Fluiddruckkreislaufs 5A und 5B der Fluiddrucksteuerungseinheit 5 versagen sollte, kann das andere Fluiddrucksystem den erforderlichen Fluiddruck erzeugen. Daher kann die Bremsfunktion aufrechterhalten werden.
In der vorhergehenden Beschreibung wird der normale Bremsmodus bei der Eingabe F3 oder mehr in 8 durchgeführt. Es sollte bemerkt werden, dass der normale Bremsmodus kein Bremsmodus ist, der während des normalen Fahrens des Fahrzeugs durchgeführt wird, sondern ein Bremsmodus, in dem das Bremsen durch die Bremsdrucksteuerungseinheit 5 oder die regenerative Bremsvorrichtung 8 nicht durchgeführt werden, sondern der Druck in dem Hauptzylinder als der Druck auf die Radzylinder wie bei herkömmlichen manuellem Bremsen wirkt (während der Zustandsstabilisierungssteuerung arbeitet die Fluiddrucksteuerungseinheit 5 jedoch auch im normalen Bremsmodus). Für die Bremsbetätigung während des normalen Fahrens des Fahrzeugs wird ein Bremsen in etwa um die Eingabe F3 herum oder weniger durchgeführt.
Ferner sind in der vorhergehenden Beschreibung beispielsweise die Eingabe, bei der sich das Reaktionskraftübertragungselement 153 zurückzieht, um gegen den Kolben 131 anzustoßen, und ein Teil der Reaktionskraft von dem Fluiddruck in dem Hauptzylinder 110 auf den Kolben 131 wirkt, und die Eingabe, bei der die regenerative Bremsvorrichtung 8 das regenerative Bremsen beendet, dieselben Eingaben F3. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Das regenerative Bremsen kann selbst dann, nachdem ein Teil der Reaktionskraft auf den Kolben 131 gewirkt hat, fortgesetzt werden. In diesem Fall ist es jedoch nötig, ein Schema zu entwickeln, um ein weiches Bremspedalbetätigungsgefühl bereitzustellen.
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform des Verstärkers gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 6 erklärt werden. In der folgenden Beschreibung werden Elemente oder Abschnitte, die ähnlich denjenigen in 2 sind, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, die in 2 verwendet werden, und nur die Punkte, in denen die zweite Ausführungsform von der ersten Ausführungsform abweicht, werden im Detail erklärt werden.
6 zeigt einen Hauptteil pf eines pneumatischen Verstärkers 201 gemäß der zweiten Ausführungsform. Bei dem Verstärker 201 ist der Hauptzylinder 110 (in 6 nicht gezeigt) nicht mit dem Leerhub S versehen (in diesem Punkt unterscheidet sich die zweite Ausführungsform von der ersten Ausführungsform). Das heißt, der Verstärker 201 verwendet einen Hauptzylinder mit einem kleinen ineffizienten Hub (Leerhub S) des Typs, der herkömmlich in einem Fahrzeug montiert wurde. Ein Leerhub S1 ist in einem Steuerungsventil 132A des Verstärkers 201 vorgesehen, anstatt in dem Hauptzylinder 110 vorgesehen zu sein. Folglich sind der Durchgang konstanten Drucks 136 und der Durchgang variablen Drucks 137 ab dem Zeitpunkt, wo der Verstärker 201 in einer Nicht-Bremsposition ist, wo das Bremspedal 19 nicht betätigt wird, wie in 6 gezeigt ist, miteinander verbunden. Der Durchgang konstanten Drucks 136 und der Durchgang variablen Drucks 137 werden nicht voneinander abgeschnitten, bis die Eingabestange 133 sich relativ zu dem Ventilkörper 111 über einen Weg, der dem Leerhub S1 entspricht, bewegt. Zusätzlich ist ein Spalt C1 zwischen dem Reaktionskraftübertragungselement 153 und dem Kolben 131 vorgesehen. Der Spalt C1 ist größer als der Spalt C des Verstärkers 101, der in 2 gezeigt ist.
Folglich wird kein Differenzialdruck zwischen der Kammer konstanten Drucks 107 und der Kammer variablen Drucks 108 erzeugt, bis der Verfahrweg der Eingabestange 133 relativ zu dem Ventilkörper 111 den Leerhub S1 erreicht, nachdem das Bremspedal 19 gedrückt wurde. Daher bewegt sich der Ventilkörper 111 nicht nach vorne. Zusätzlich schlägt der Kolben 131 nicht gegen das Reaktionskraftübertragungselement 153 an. Folglicht drückt die Ausgabestange 128 nicht den Primärkolben 160 des Hauptzylinders 110.
Wenn das Bremspedal 19 weiter gedrückt wird, sodass der Hub des Primärkolbens 160 den Leerhub S1 erreicht, schneidet das Steuerungsventil 132A den Durchgang konstanten Drucks 136 und den Durchgang variablen Drucks 137 voneinander ab. Wenn der Kolben 131 sich weiter vorwärts bewegt, wird der Durchgang 137 variablen Drucks durch die Staubdichtung 134 zu der Atmosphäre geöffnet. Folglich wird ein Differenzialdruck zwischen der Kammer konstanten Drucks 107 und der Kammer variablen Drucks 108 erzeugt. Der Differenzialdruck erzeugt einen Schub in dem Antriebskolben 106. Der Schub bewirkt, dass sich der Ventilkörper 111 vorwärts bewegt, was die Ausgabestange 128 dazu bringt, den Primärkolben 160 anzutreiben, wodurch ein Bremsfluiddruck in dem Hauptzylinder 110 erzeugt wird. Damit bietet der Verstärker 201 vorteilhafte Effekte ähnlich denjenigen des Verstärkers 101, der in 2 gezeigt ist. Zusätzlich muss ein ineffizienter Hub des Hauptzylinders 110 nicht verlängert werden. Folglich erweitert sich der Bereich zum Einstellen eines Hauptzylinders, der mit dem Verstärker 201 kombiniert werden soll, sodass die Gestaltung vereinfacht werden kann.
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform des Verstärkers gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 7 erklärt werden. In der folgenden Beschreibung werden Elemente oder Abschnitte, die ähnlich denjenigen aus 2 sind, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, wie sie in 2 verwendet werden, und nur die Punkte, in denen sich die dritte Ausführungsform von der ersten Ausführungsform unterscheidet, werden im Detail erklärt werden.
Ein Verstärker 301 gemäß der dritten Ausführungsform, die in 7 gezeigt ist, ist ein elektromotorbetriebener Verstärker unter Verwendung eines Elektromotors 180 als Verstärkerquelle, der ein elektrischer motorbetriebener Aktor ist, anstelle eines pneumatischen Aktors. Der Ventilkörper 111 weist einen ringförmigen Stator 182 auf, der an seinem äußeren Umfang befestigt ist. Der Stator 182 bildet den Elektromotor 180 am inneren Umfang eines Gehäuses 181. Der Stator 182 weist einen kreiszylindrischen Rotor 183 auf, der hierdurch eingesetzt wird. Der Rotor 183 wird durch Lager 184 von dem Gehäuse 181 drehbar gehalten. Der Rotor 183 und der Ventilkörper 111 sind mit einen Kugelgewindemechanismus 185 als einem Rotations-Linearbewegungs-Umwandlungsmechanismus versehen, der die Drehbewegung des Rotors 183 in eine lineare Bewegung umwandelt. Der Kugelgewindemechanismus 185 umfasst ein kreiszylindrisches Rotationselement 186, das integral am rückseitigen Ende des Rotors 183 ausgebildet ist, ein linear bewegliches Element 187, das integral am rückseitigen Ende des Ventilkörpers 111 ausgebildet ist, und Kugeln 188 (Stahlkugeln), die in spiralförmigen Kugelnuten aufgenommen sind, die auf den jeweils gegenüberliegenden inneren und äußeren Umfangsoberflächen des Rotationselements 186 und des linear beweglichen Elements 187 ausgebildet sind. Wenn sich das Rotationselement 186 zusammen mit dem Rotor 183 als eine Einheit dreht, rollen die Kugeln 188 in den Kugelnuten, wodurch das linear bewegliche Element 187 dazu gebracht wird, sich linear in der axialen Richtung zusammen mit dem Ventilkörper 111 als eine Einheit zu bewegen. Das Gehäuse 181 ist mit einem Rotationspositionssensor 189, zum Beispiel einem Drehmelder, zum Detektieren der Rotationsposition des Rotors 183 versehen.
Der Betrieb des Elektromotors 180 wird auf der Grundlage des Hubs der Eingabestange 133 gesteuert, die durch den Hubsensor 20 detektiert wird (siehe 1), der auf dem Bremspedal 19 vorgesehen ist, wodurch der Ventilkörper 111 durch den Kugelgewindemechanismus 185 angetrieben wird, um der Eingabestange 133 zu folgen. Folglich treibt die Ausgabestange 128 den Primärkolben 160 in dem Hauptzylinder 110 an, um einen Fluiddruck zu erzeugen. Damit kann der Verstärker 301 vorteilhafte Effekte ähnlich denjenigen des Verstärkers 101, der in 2 gezeigt ist, bieten.
Obwohl in den vorhergehenden Ausführungsformen die Vakuumquelle ein Motoransaugrohr ist, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Die Vakuumquelle kann eine Vakuumpumpe oder dergleichen sein. Obwohl in den vorhergehenden Ausführungsformen der Verstärker einen pneumatischen Aktor oder einen elektromotorbetriebenen Aktor als Verstärkerquelle verwendet, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Es ist auch möglich, einen Fluiddruck betriebenen oder anderen Typ Aktor zu verwenden.
Die Verstärker der vorhergehenden Ausführungsformen weisen jeweils ein Eingabeelement, das als Antwort auf eine Betätigung eines Bremspedals beweglich ist, ein Assistenzelement, das dazu in der Lage ist, sich relativ zu dem Eingabeelement vorwärts und rückwärts zu bewegen, einen Aktor, der das Assistenzelement als Antwort auf die Bewegung des Eingabeelements antreibt, sodass das Assistenzelement dem Eingabeelement folgt, einen Reaktionskraftverteilungsmechanismus, der einen Schub des Eingabeelements und einen Schub des Assistenzelements zu einem kombinierten Schub kombiniert und den kombinierten Schub auf einen Kolben eines Hauptzylinders überträgt und ferner eine Reaktionskraft von dem Kolben auf das Eingabeelement und auf das Assistenzelement verteilt, und ein Reaktionskraftanlegungselement, das eine Reaktionskraft auf den Vortrieb des Eingabeelements anlegt, auf. Das Eingabeelement erhält keine Reaktionskraft von dem Reaktionskraftverteilungsmechanismus, bis sich das Eingabeelement über einen vorbestimmten Hub aus einer Anfangsposition bewegt hat, aber erhält die Reaktionskraft von dem Reaktionskraftverteilungsmechanismus für einen weiteren Hub des Eingabeelements während des Zeitraums, von dem an ein Fluiddruck in dem Hauptzylinder als Antwort auf die Betätigung des Bremspedals erzeugt wird, bis der Schub des Aktors einen Volllastzustand erreicht.
Mit der oben beschriebenen Struktur ist es möglich, die Variation einer Reaktionskraft auf das Bremspedal während der regenerativen kooperativen Steuerung zu reduzieren und daher das Bremspedalbetätigungsgefühl zu verbessern.
In den Verstärkern der ersten und zweiten Ausführungsformen ist der Aktor ein pneumatischer Aktor.
Im Verstärker der dritten Ausführungsform ist der Aktor ein elektromotorbetriebener Aktor.
In den Verstärkern der vorhergehenden Ausführungsformen ist der Hauptzylinder durch eine Fluiddrucksteuerungseinheit mit einem Radzylinder verbunden. Der Radzylinder erzeugt eine Bremskraft, nachdem er mit einem Fluiddruck beaufschlagt wurde. Die Fluiddrucksteuerungseinheit steuert den Fluiddruck, der dem Radzylinder zuzuführen ist. Der Verstärker jeder Ausführungsform wird in Kombination mit einer regenerativen Ausführungsform verwendet. Der Verstärker kann eine regenerative kooperative Steuerung durch Steuern des Fluiddrucks, der dem Radzylinder zuzuführen ist, durch die Fluiddrucksteuerungseinheit, in Übereinstimmung mit der regenerativen Bremskraft, die durch die regenerative Bremsvorrichtung erzeugt wird, steuern. Es wird eingestellt, dass die Reaktionskraft von dem Fluiddruck auf das Eingabeelement übertragen wird, nachdem die regenerative Bremskraft, die durch die regenerative Bremsvorrichtung erzeugt wird, einen vorbestimmten maximalen regenerativen Zustand erreicht hat.
Es soll bemerkt werden, dass der Ausdruck „nachdem der maximale regenerative Zustand erreicht wurde”, wie er hierin verwendet wird, nicht bedeutet, dass die Reaktionskraft in jedem Fahrzustand des Fahrzeugs auf das Eingabeelement übertragen wird, nachdem der maximale regenerative Zustand erreicht wurde. Es bedeutet, dass eine maximale Bremskraft (z. B. 0,1 g) der regenerativen Bremsvorrichtung und ein Pedaldruck (Eingabe für die Eingabestange) zum Erzeugen der maximalen Bremskraft im Stadium der Konstruktion des Fahrzeugs eingestellt werden, und der Reaktionskraftverteilungsmechanismus und das Reaktionskraftanlegungselement werden so eingestellt, dass die Reaktionskraft von dem Fluiddruck in dem Hauptzylinder auf das Eingabeelement bei einem Pedaldruck (F3) übertragen wird, der höher ist als der eingestellte Pedaldruck.
Mit der oben beschriebenen Struktur ist es möglich, die Variation der Reaktionskraft auf das Bremspedal während der regenerativen kooperativen Steuerung zu reduzieren, um das Bremspedalbetätigungsgefühl zu verbessern.
Bei den Verstärkern der vorhergehenden Ausführungsformen ist der vorbestimmte Hub des Eingabeelements gleich einer Länge zwischen einer Anfangsposition und einer Position, die durch das Eingabeelement erreicht wird, wenn die regenerative kooperative Steuerung durch die Fluiddrucksteuerungseinheit endet. Es soll bemerkt werden, dass der vorbestimmte Hub geeignet eingestellt werden kann.
Die Verstärker der ersten und zweiten Ausführungsform weisen ein Gehäuse, das durch einen Antriebskolben in eine Kammer konstanten Drucks und eine Kammer variablen Drucks aufgeteilt wird, einen Ventilkörper, der in dem Gehäuse vorgesehen ist, um dazu geeignet zu sein, sich vor- und zurückzubewegen und mit dem Antriebskolben verbunden ist, eine Eingabestange, die in den Ventilkörper eingesetzt ist, um dazu in der Lage zu sein, sich vor- und zurückzubewegen und mit einem Bremspedal verbunden ist, einen Kolben, der in dem Ventilkörper vorgesehen und mit der Eingabestange verbunden ist, eine Ventilvorrichtung, die wahlweise durch Bewegung des Kolbens geöffnet und geschlossen wird, um ein Arbeitsfluid in die Kammer variablen Drucks einzuführen und von ihr abzulassen, eine Ausgabestange, auf die Schub des Antriebskolbens durch ein Reaktionselement übertragen wird, ein Reaktionskraftanlegungselement, das eine Reaktionskraft an den Vortrieb der Eingabestange anlegt, und ein Reaktionskrafteinstellelement, das zwischen dem Reaktionselement und dem Kolben angeordnet ist, um die Reaktionskraft einzustellen, die von dem Reaktionselement auf den Kolben übertragen wird, auf. Der Kolben weist einen Spalt auf, der zwischen ihm und dem Reaktionskrafteinstellelement vorgesehen ist, sodass der Kolben nicht gegen das Reaktionskrafteinstellelement anstößt, bis die Eingabestange sich um einen vorbestimmten Hub aus einer Anfangsposition bewegt hat. Das Reaktionskrafteinstellelement stößt gegen den Kolben an, wenn sich die Reaktionskraft von der Ausgabestange um ein vorbestimmtes Maß erhöht hat, um die Reaktionskraft von dem Reaktionselement auf den Kolben zu übertragen.
Mit der oben beschriebenen Struktur ist es möglich, die Variation einer Reaktionskraft auf das Bremspedal während regenerativer kooperativer Steuerung zu reduzieren, um das Bremspedalbetätigungsgefühl zu verbessern.
Bei den Verstärkern der ersten und zweiten Ausführungsform treibt die Ausgabestange einen Kolben in dem Hauptzylinder an. Der Hauptzylinder erzeugt einen Fluiddruck, nachdem der Kolben aus einer Anfangsposition eine vorbestimmte Leerhubposition erreicht hat. Der Kolben stößt gegen das Reaktionskrafteinstellelement an, nachdem der Kolben die Leerhubposition erreicht hat.
Bei den Verstärkern der ersten und zweiten Ausführungsform ist der Hauptzylinder durch eine Fluiddrucksteuerungseinheit mit einem Radzylinder verbunden. Der Radzylinder erzeugt eine Bremskraft, nachdem er mit einem Fluiddruck beaufschlagt wurde. Die Fluiddrucksteuerungseinheit steuert den Fluiddruck, der dem Radzylinder zuzuführen ist. Der Verstärker jeder Ausführungsform wird in Kombination mit einer regenerativen Bremsvorrichtung verwendet. Der Verstärker kann eine regenerative kooperative Steuerung durch Steuern des Fluiddrucks durch die Fluiddrucksteuerungseinheit steuern, der dem Radzylinder in Übereinstimmung mit regenerativer Bremskraft, die durch die regenerative Bremsvorrichtung erzeugt wird, zuzuführen ist. Der Kolben stößt gegen das Reaktionskrafteinstellelement an, nachdem die regenerative Bremskraft, die durch die regenerative Bremsvorrichtung erzeugt wird, einen vorbestimmten maximalen regenerativen Zustand erreicht hat.
In den Verstärkern der ersten und zweiten Ausführungsform stößt der Kolben gegen das Reaktionskrafteinstellelement an, wenn der Hub der Eingabestange eine Position erreicht hat, an der die regenerative kooperative Steuerung durch die Fluiddrucksteuerungseinheit endet.
Im Verstärker der zweiten Ausführungsform führt die Ventilvorrichtung nicht das Arbeitsfluid in die Kammer variablen Drucks ein, bis der Hub der Eingabestange eine vorbestimmte Hubposition erreicht.
Mit der oben beschriebenen Struktur muss der ineffektive Hub des Hauptzylinders nicht verlängert werden. Folglich erweitert sich der Bereich zum Einstellen eines Hauptzylinders, der mit dem Verstärker zu kombinieren ist, sodass die Gestaltung vereinfacht werden kann.
Die Bremsvorrichtung jeder der vorhergehenden Ausführungsformen ist eine Bremsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug mit einer regenerativen Bremsvorrichtung, die für zumindest ein Rad vorgesehen ist, um eine regenerative Bremskraft zu erzeugen. Die Bremsvorrichtung enthält einen Hauptzylinder, der durch Antreiben eines Kolbens einen Fluiddruck erzeugt, und einen Verstärker, der eine Betätigungskraft eines Bremspedals auf ein Eingabeelement eingibt, um die Betätigungskraft zu verstärken und den Kolben des Hauptzylinders mit der verstärkten Betätigungskraft voranzutreiben. Der Verstärker weist ein Reaktionskraftanlegungselement auf, das eine Reaktionskraft auf den Vortrieb des Eingabeelements überträgt. Die Bremsvorrichtung weist ferner einen Hubsensor, der einen Hub des Bremspedals detektiert, und eine Fluiddrucksteuerungseinheit, die zwischen dem Hauptzylinder und einem Radzylinder, der das Rad mit einem ihm zugeführten Fluiddruck bremst, zwischengeschaltet ist, auf. Die Fluiddrucksteuerungseinheit steuert den Fluiddruck, der dem Radzylinder zuzuführen ist. Ferner enthält die Bremsvorrichtung eine regenerative kooperative Vorrichtung, die eine Bremskraft erzeugt, die dem Hub des Bremspedals entspricht, indem zwischen einer Bremskraft, die durch die regenerative Bremsvorrichtung erzeugt wird, und einer Bremskraft, die durch die Zuführung von Fluiddruck von der Fluiddrucksteuerungseinheit zu dem Radzylinder erzeugt wird, verteilt wird. Zumindest einer des Hauptzylinders und des Verstärkers hindert den Hauptzylinder daran, einen Fluiddruck zu erzeugen, bis das Bremspedal sich aus einer Anfangsposition in eine Hubposition hinter einer vorbestimmten maximalen regenerativen Position bewegt, bei der die Bremskraft der regenerativen Bremsvorrichtung einen vorbestimmten maximalen regenerativen Zustand erreicht. Der Verstärker empfängt keine Reaktionskraft von dem Fluiddruck in dem Hauptzylinder, bis der Fluiddruck in dem Hauptzylinder einen vorbestimmten Fluiddruck erreicht, oder bis der Hub des Bremspedals die maximale regenerative Position erreicht. Der Verstärker empfängt eine Reaktionskraft von dem Fluiddruck in dem Hauptzylinder, nachdem der Fluiddruck in dem Hauptzylinder einen vorbestimmten Fluiddruck erreicht hat, oder nachdem der Hub des Bremspedals die maximale regenerative Position erreicht hat.
Obwohl die Fluiddrucksteuerungseinheit 5 in den vorhergehenden Ausführungsformen vorgesehen ist, kann die Fluiddrucksteuerungseinheit 5 eliminiert werden, indem die Funktion des Kooperierens in der regenerativen Bremsvorrichtung auf der Hauptzylinderseite bereitgestellt wird.
Obwohl nur einige beispielhafte Ausführungsformen dieser Erfindung oben im Detail beschrieben wurden, wird der Fachmann erkennen, dass viele Modifikationen an den beispielhaften Ausführungsformen möglich sind, ohne materiell von der neuen Lehre und den Vorteilen dieser Erfindung abzuweichen. Folglich ist vorgesehen, dass alle derartigen Modifikationen im Schutzbereich der Erfindung enthalten sind.
Die gesamte Offenbarung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2011-23869 , angemeldet am 7. Februar 2011, inklusive Beschreibung, Ansprüche, Zeichnungen und Zusammenfassung wird durch Bezugnahme vollständig hierin aufgenommen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009-202678 [0002, 0003]
JP 2011-23869 [0093]

Claims

Verstärker umfassend: ein Eingabeelement (133), das als Antwort auf eine Betätigung eines Bremspedals beweglich ist; ein Assistenzelement (111), das dazu in der Lage ist, sich relativ zu dem Eingabeelement (133) vor- und zurückzubewegen; einen Aktor (101, 201, 301), der dazu angeordnet ist, das Assistenzelement (101) als Antwort auf eine Bewegung des Eingabeelements (133) so anzutreiben, dass das Assistenzelement dem Eingabeelement folgt; einen Reaktionskraftverteilungsmechanismus (155), der dazu angeordnet ist, einen Schub des Eingabeelements (133) und einen Schub des Assistenzelements (111) zu einem kombinierten Schub zu kombinieren und den kombinierten Schub auf einen Kolben (160) in einem Hauptzylinder (110) zu übertragen und ferner eine Reaktionskraft von dem Kolben (160) auf das Eingabeelement (133) und auf das Assistenzelement (111) zu verteilen; und ein Reaktionskraftanlegungselement (159), das dazu angeordnet ist, eine Reaktionskraft auf einen Antrieb des Eingabeelements (133) anzulegen; wobei das Eingabeelement (133) die Reaktionskraft von dem Reaktionskraftverteilungsmechanismus nicht empfängt, bis sich das Eingabeelement aus einer Anfangsposition in eine vorbestimmte Hubposition (F3) bewegt hat, nachdem ein Fluiddruck in dem Hauptzylinder als Antwort auf die Betätigung des Bremspedals erzeugt wurde, aber die Reaktionskraft von dem Reaktionskraftverteilungsmechanismus für einen weiteren Hub des Eingabeelements empfängt.
Verstärker nach Anspruch 1, wobei der Aktor ein pneumatischer Aktor (101, 201) ist.
Verstärker nach Anspruch 1, wobei der Aktor ein elektromotorbetriebener Aktor (301) ist.
Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der in Kombination mit einer regenerativen Bremsvorrichtung (8) verwendet wird; wobei die vorbestimmte Hubposition (F3) des Eingabeelements an einer Position eingestellt wird, die durch das Eingabeelement erreicht wird, nachdem eine regenerative Bremskraft, die durch die regenerative Bremsvorrichtung erzeugt wird, einen maximalen regenerativen Zustand erreicht hat.
Verstärker nach Anspruch 4, wobei die vorbestimmte Hubposition (F3) des Eingabeelements eine Position ist, die durch das Eingabeelement erreicht wird, wenn das regenerative Bremsen endet.
Verstärker nach Anspruch 2, wobei das Assistenzelement (111) in einem Gehäuse (104) vorgesehen ist, wobei der Verstärker einen Antriebskolben (106) enthält, der das Gehäuse in eine Kammer konstanten Drucks (107) und eine Kammer variablen Drucks (108) aufteilt, wobei der Verstärker ferner einen Ventilkörper (111) enthält, der in dem Gehäuse so vorgesehen ist, dass er dazu in der Lage ist, sich vor- und zurückzubewegen, und der mit dem Antriebskolben verbunden ist; wobei das Eingabeelement (133) eine Eingabestange (133) ist, die in dem Ventilkörper (111) angeordnet ist, sodass sie dazu in der Lage ist, sich vor- und zurückzubewegen, und die mit dem Bremspedal verbunden ist; wobei der Reaktionskraftverteilungsmechanismus (155) enthält: einen Kolben (131), der in dem Ventilkörper (111) angeordnet und mit der Eingabestange (133) verbunden ist; eine Ausgabestange (128), der ein Schub des Antriebskolbens (106) durch ein Reaktionselement (155) übertragen wird; und ein Reaktionskrafteinstellelement (153), das zwischen dem Reaktionselement (155) und dem Kolben (131) angeordnet ist, um die Reaktionskraft einzustellen, die von dem Reaktionselement (155) auf den Kolben (131) übertragen wird; wobei der pneumatische Aktor (101, 201) inklusive einer Ventilvorrichtung (132) wahlweise durch Bewegung des Kolbens geöffnet und geschlossen wird, um ein Arbeitsfluid in die Kammer variablen Drucks (108) einzubringen und hieraus abzugeben, um den Antriebskolben (106) zu betreiben; wobei der Kolben (131) einen Spalt (C, C1) zwischen sich und dem Reaktionskrafteinstellelement (153) enthält, sodass der Kolben nicht gegen das Reaktionskrafteinstellelement (153) anstößt, bis sich die Eingabestange (133) aus einer Anfangsposition in eine vorbestimmte Hubposition (F3) bewegt, und das Reaktionskrafteinstellelement (153) gegen den Kolben (131) anstößt, wenn sich die Reaktionskraft von der Ausgabestange (128) um ein vorbestimmtes Maß erhöht hat, um die Reaktionskraft von dem Reaktionselement (155) auf den Kolben (131) zu übertragen.
Verstärker nach Anspruch 6, wobei die Ausgabestange (128) einen Kolben (160) in dem Hauptzylinder (110) antreibt, wobei der Hauptzylinder (110) einen Fluiddruck erzeugt, nachdem der Kolben (160) eine vorbestimmte Leerhubposition (S) aus einer Anfangsposition erreicht hat, wobei der Kolben (131) gegen das Reaktionskrafteinstellelement (153) anstößt, nachdem der Kolben (160) die Leerhubposition (S) erreicht hat.
Verstärker nach Anspruch 7, der in Kombination mit einer regenerativen Bremsvorrichtung (8) verwendet wird, wobei der Kolben (131) gegen das Reaktionskrafteinstellelement (153) anschlägt, nachdem eine regenerative Bremskraft, die durch die regenerative Bremsvorrichtung erzeugt wird, einen maximalen regenerativen Zustand erreicht hat.
Verstärker nach Anspruch 8, wobei die vorbestimmte Hubposition (F3) der Eingabestange (133) eine Position ist, in der der Kolben (131) gegen das Reaktionskrafteinstellelement (153) anstößt, wenn das regenerative Bremsen endet.
Verstärker nach Anspruch 6, wobei die Ventilvorrichtung (132) kein Arbeitsfluid in die Kammer variablen Drucks einführt, bis die Eingabestange (133) eine vorbestimmte Hubposition (S1) erreicht.