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VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Die vorliegende Offenbarung beansprucht die Vorteile der am 24. März 2017 beim japanischen Patentamt eingereichten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-058542 , deren gesamte Offenbarungen durch Bezugnahme hierin aufgenommen werden.
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HINTERGRUND
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Gebiet der Offenbarung
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Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung betreffen das technische Gebiet eines Antriebssystems für Fahrzeuge, die eine Mehrzahl von Bremseinheiten aufweisen, um jeweils eine individuelle Bremskraft an Räder anzulegen.
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Erörterung des Standes der Technik
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JP-A-2014-144655 beschreibt eine Bremsvorrichtung, die so gestaltet ist, dass sie ein Bremsgefühl verbessert. Die Bremsvorrichtung, die von
JP-A-2014-144655 gelehrt wird, weist einen Hubsimulator, um eine Reaktionskraft gemäß einem Betätigungsumfang der Bremsvorrichtung aufzubauen, und einen Hauptzylinder auf. Gemäß den Lehren von
JP-A-2014-144655 sind eine erste Reaktionskraftkammer und eine zweite Reaktionskraftkammer über den Hubsimulator miteinander verbunden. Der Hauptzylinder weist eine Regelungsvorrichtung auf, die dafür ausgelegt ist, einen Druck eines Fluids, das von einer Hydraulikquelle geliefert wird, gemäß einem Betätigungsumfang der Bremsvorrichtung oder einer Soll-Bremskraft, die von einer elektronischen Steuereinheit berechnet wird, zu regulieren.
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JP-A-2013-006522 beschreibt eine Bremsvorrichtung, die unterdrücken kann, dass Reaktionskraftkennwerte durch die Abhängigkeit von einer Hubgeschwindigkeit beeinflusst werden. Gemäß den Lehren von
JP-A-2013-006522 ist ein funktionelles Fluid zwischen einem Kolben und einem Zylinder eingeschlossen. Eine Viskosität des funktionellen Fluids wird gemäß einem Magnetfeld oder einem elektrischen Feld gesteuert, wodurch eine Scherkraft geändert wird, die zwischen dem Kolben und dem Zylinder wirkt.
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Gemäß den Lehren von
JP-A-2014-144655 wird ein Bremsgefühl durch Steuern der Reaktionskraft gegen eine Pedalkraft durch den Hubsimulator und den Hauptzylinder verbessert. Gemäß den Lehren von
JP-A-2013-006522 wird ein Bremsgefühl ebenfalls durch Steuern der Reaktionskraft verbessert.
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In beiden Bremsvorrichtungen, die in
JP-A-2014-144655 und
JP-A-2013-006522 beschrieben werden, wird somit die Reaktionskraft gegen eine Pedalkraft durch den Hubsimulator und den Hauptzylinder gesteuert. Solche Bremsvorrichtungen, die den Hauptzylinder aufweisen, sind jedoch zu groß und zu komplex, um sie in eine elektrische Bremsvorrichtung aufnehmen zu können, ohne dass hydraulischer Druck benötigt wird. Trotzdem ist es schwierig, ein Bremsgefühl in der Bremsvorrichtung ohne den Hauptzylinder zu verbessern.
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KURZFASSUNG
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Aspekte der vorliegenden Offenbarung wurden angesichts der oben geschilderten technischen Probleme erdacht, und daher ist es ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, eine Bremsenbetätigungsvorrichtung bereitzustellen, die dafür ausgelegt ist, ein Bremsgefühl ohne eine Hydraulikquelle oder eine Elektrizitätsquelle zu verbessern.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Bremsenbetätigungsvorrichtung, die einen Reaktionskraftaufbaumechanismus aufweist, der eine Reaktionskraft gegen eine an ein Bremspedal angelegte Pedalkraft aufbaut. Um das oben erläuterte Ziel zu erreichen, baut gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein erster Reaktionskraftaufbaumechanismus als elastisches Element eine Reaktionskraft gegen die an das Bremspedal angelegte Pedalkraft auf, und ein zweiter Reaktionskraftaufbaumechanismus erhöht die Reaktionskraft, wenn das Bremspedal niedergedrückt wird und wenn eine Geschwindigkeit erhöht wird, mit der das Bremspedal niedergedrückt wird. Außerdem sind der erste Reaktionskraftaufbaumechanismus und der zweite Reaktionskraftaufbaumechanismus koaxial in Reihe angeordnet.
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In einer nichtbeschränkenden Ausführungsform kann der zweite Reaktionskraftaufbaumechanismus aufweisen: einen Kolben, der in einem Zylinder gehalten wird, während er sich als Reaktion auf eine Schwenkbewegung des Bremspedals in einer axialen Richtung auf und ab bewegen kann; eine Reaktionskammer, die im Zylinder ausgebildet ist und die vom Kolben in eine erste Reaktionskammer und eine zweite Reaktionskammer geteilt wird; ein Fluid, das in der Reaktionskammer gehalten wird; und einen Strömungsweg, der die erste Reaktionskammer und die zweite Reaktionskammer miteinander verbindet. Außerdem kann der zweite Reaktionskraftaufbaumechanismus dafür ausgelegt sein, einen Strömungswiderstand des Fluids, das durch den Strömungsweg strömt, wenn das Bremspedal niedergedrückt wird, im Vergleich zum Strömungswiderstand des Fluids, das durch den Strömungsweg strömt, wenn das Bremspedal zurückgestellt wird, zu erhöhen.
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In einer nichtbeschränkenden Ausführungsform kann der Strömungsweg eine Öffnung aufweisen, die den Strömungswiderstand des Fluids erhöht.
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In einer nichtbeschränkenden Ausführungsform kann die Öffnung aufweisen: eine erste Öffnung mit einem kleineren Durchmesser, welche die erste Reaktionskammer und die zweite Reaktionskammer immer verbindet; und eine zweite Öffnung mit einem größeren Durchmesser, die geöffnet wird, wenn das Bremspedal niedergedrückt wird.
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In einer nichtbeschränkenden Ausführungsform kann die Bremsenbetätigungsvorrichtung ferner ein Rückschlagventil aufweisen, das die zweite Öffnung selektiv öffnet und schließt.
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In einer nichtbeschränkenden Ausführungsform kann die Öffnung beinhalten: eine erste Öffnung mit einem kleineren Durchmesser, welche die erste Reaktionskammer und die zweite Reaktionskammer immer verbindet; und eine zweite Öffnung mit einem größeren Durchmesser, die geöffnet wird, wenn das Bremspedal niedergedrückt wird. Außerdem kann die Bremsenbetätigungsvorrichtung ferner ein Rückschlagventil aufweisen, das die zweite Öffnung selektiv öffnet und schließt.
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In einer nichtbeschränkenden Ausführungsform kann der Strömungsweg einen Strömungsweg beinhalten, der durch den Kolben hindurch verläuft.
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In einer nichtbeschränkenden Ausführungsform kann der Kolben an einer Kolbenstange ausgebildet sein, die einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist. Außerdem kann das Bremspedal über ein Getriebeelement mit dem ersten Abschnitt der Kolbenstange verbunden sein, und der zweite Abschnitt der Kolbenstange kann mit dem ersten Reaktionskraftaufbaumechanismus verbunden sein.
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In einer nichtbeschränkenden Ausführungsform kann der erste Reaktionskraftaufbaumechanismus aufweisen: einen bewegbaren Zylinder, der sich als Reaktion auf eine Auf-und-ab-Bewegung der Kolbenstange auf und ab bewegt, und ein Trägerelement, das ein oberes Ende des bewegbaren Zylinders führt. Das elastische Element kann eine zwischen dem bewegbaren Zylinder und dem Trägerelement angeordnete erste Feder und eine zwischen dem ersten Abschnitt der Kolbenstange und dem bewegbaren Zylinder angeordnete zweite Feder beinhalten. Außerdem kann eine elastische Kraft der ersten Feder größer sein als eine elastische Kraft der zweiten Feder.
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Gemäß der Ausführungsform baut somit der erste Reaktionskraftaufbaumechanismus die Reaktionskraft gegen die Pedalkraft auf, die durch das elastische Element an das Bremspedal angelegt wird, und der zweite Reaktionskraftaufbaumechanismus baut die Reaktionskraft durch einen Strömungswiderstand des Fluids auf, das durch die Reaktionskammer strömt. Wie beschrieben erhöht der zweite Reaktionskraftaufbaumechanismus die Reaktionskraft, wenn das Bremspedal niedergedrückt wird und wenn eine Geschwindigkeit, mit der das Bremspedal niedergedrückt wird, zunimmt. Gemäß der Ausführungsform kann somit ein Bremsgefühl beim Niedertreten des Bremspedals verbessert werden.
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Genauer wird beim Niedertreten des Bremspedals das Rückschlagventil geschlossen, und somit kann das Fluid nur durch die erste Öffnung mit dem kleineren Durchmesser strömen. Das heißt, ein Strömungswiderstand des Fluids wird erhöht. In diesem Fall wird daher die Reaktionskraft gegen die Pedalkraft, die an das Bremspedal angelegt wird, durch den erhöhten Strömungswiderstand des Fluids erhöht. Im Gegensatz dazu wird beim Rückstellen des Bremspedals das Rückschlagventil geöffnet, so dass das Fluid durch die zweiten Öffnung mit dem größeren Durchmesser strömen kann. In diesem Fall wird somit der Strömungswiderstand des Fluids verringert, so dass das Bremspedal durch Federkräfte der elastischen Elemente ruhig in eine Ausgangsposition zurückkehren kann.
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Die Kennwerte und der absolute Wert der Reaktionskraft gegen eine Pedalkraft, die an das Bremspedal angelegt wird, können nach Belieben durch Ändern von Konstanten der ersten Feder und der zweiten Feder und der Durchmesser der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung verändert werden.
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Außerdem sind der erste Reaktionskraftaufbaumechanismus und der zweite Reaktionskraftaufbaumechanismus koaxial in Reihe angeordnet, und daher kann der Aufbau der Bremsenbetätigungsvorrichtung im Vergleich zu dem der herkömmlichen Bremsenbetätigungsvorrichtung, die einen Hauptzylinder und einen Hubsimulator aufweist, vereinfacht werden.
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Figurenliste
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Merkmale, Aspekte und Vorteile von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Ausführungsform werden unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen, welche die Erfindung keineswegs beschränken, besser verständlich werden.
- 1 ist ein Querschnitt, der ein Beispiel für einen Aufbau der Bremsenbetätigungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
- 2 ist eine Querschnittsansicht, die einen Querschnitt einer Öffnung und eines Rückschlagventils der Bremsenbetätigungsvorrichtung zeigt;
- 3 ist ein Graph, der einen Hub einer Betätigungsstange und eine Last der Betätigungsstange der Bremsenbetätigungsvorrichtung zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
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Nun werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ausführlicher unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren beschrieben. In 1 ist eine Bremsenbetätigungsvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform gezeigt. Die Bremsenbetätigungsvorrichtung 1 baut eine Bremskraft, die mit einem Hub eines Bremspedals 2 an ein Fahrzeug angelegt wird, und eine an das Bremspedal 2 angelegte Pedalkraft auf, ohne eine Hydraulikquelle und eine Elektrizitätsquelle zu benötigen.
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Die Bremsenbetätigungsvorrichtung 1 weist ein Bremspedal 2, eine Betätigungsstange 3 als Übertragungselement und einen Hubsimulator 4 auf. Die Bremsenbetätigungsvorrichtung 1 ist so gestaltet, dass sie eine Reaktionskraft aufbaut, um für ein gutes Bremsgefühl zu sorgen, wenn das Bremspedal niedergedrückt oder zurückgestellt wird.
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Das Bremspedal 2 weist einen Hebel 5 und eine Pedalauflage 6 auf. Der Hebel 5 ist auf schwenkbare Weise an einer Fahrzeugkarosserie (nicht gezeigt) aufgehängt, und die Pedalauflage 6 ist an einem oberen Ende des Hebels 5 angebracht.
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Das Bremspedal 31 weist ferner einen Drehpunkt 7, an dem der Hebel 5 mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist, und ein an einem mittleren Abschnitt des Hebels 5 angebrachtes Ausgabeelement 8 auf. Der Drehpunkt 7 weist ein Loch 7a, das an einem oberen Endabschnitt des Hebels 5 ausgebildet ist, und einen Stift 7b auf, der in das Loch 7a eingeführt ist, um den Hebel 5 auf schwenkbare Weise an der Fahrzeugkarosserie anzubringen. Alternativ dazu kann der Stift 7b auch einstückig mit dem Hebel 5 ausgebildet und in ein Loch eingeführt werden, das an der Fahrzeugkarosserie ausgebildet ist.
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Der Hebel 5 ist über das Ausgabeelement 8 mit der Betätigungsstange 3 verbunden, so dass ein abwärts wirkender Druck, der an die Pedalauflage 6 angelegt wird, auf die Betätigungsstange 3 übertragen wird. Genauer weist das Ausgabeelement 8 ein Loch 8a, das durch das Ausgabeelement 8 und den Hebel 5 hindurch verläuft, und einen in das Loch 8a eingeführten Stift auf, um den Hebel 5 am Ausgabeelement 8 anzubringen. Hier kann sich der Stift 8b im Loch 8a drehen.
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Ein Ende der Betätigungsstange 3 ist über das Ausgabeelement 8 mit dem Hebel 5 verbunden, und das andere Ende der Betätigungsstange 3 ist mit einer Kolbenstange 9 verbunden, die aus einem noch zu besprechenden Zylinder des Hubsimulators 32 vorsteht, um die an das Bremspedal 2 angelegte Pedalkraft auf den Hubsimulator 4 zu übertragen und um die vom Hubsimulator 4 gegen die Pedalkraft aufgebaute Reaktionskraft auf das Bremspedal 2 zu übertragen. Die Kolbenstange 9 weist einen Abschnitt 9a mit einem größeren Durchmesser als ersten Abschnitt und einen Abschnitt 9b mit kleinerem Durchmesser als zweiten Abschnitt auf. Genauer ist die Betätigungsstange 3 über ein Drehgelenk mit dem Abschnitt 9a der Kolbenstange 9, der den größeren Durchmesser aufweist, verbunden, und die Betätigungsstange 3 und die Kolbenstange 9 werden durch eine Drehbewegung des Hebels 5, die von der an die Pedalauflage 6 angelegten Pedalkraft bewirkt wird, auf und ab bewegt.
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Der Hubsimulator 4 dient als Reaktionskraftaufbaumechanismus, um eine Reaktionskraft gegen eine an das Bremspedal 2 angelegte Pedalkraft aufzubauen. Genauer weist der Hubsimulator 4 ein Gehäuse 10, eine Mehrzahl von zylindrischen Elementen 11, 12 und 13, einen Kolben 14, eine Reaktionskammer 15, ein elastisches Element 16, ein Trägerelement 17 und eine Öffnung 18 auf.
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Das Gehäuse 10 ist ein zylindrisches Element, und ein erstes zylindrisches Element 11, ein zweites zylindrisches Element 12 und ein drittes zylindrisches Element 13 werden in einem Innenraum des Gehäuses 10 in der angegebenen Reihenfolge von der Seite des Bremspedals 2 aus gehalten. Ein zylindrischer Raum, der zwischen dem ersten zylindrischen Element 11 und einem Abschnitt 12a eines zweiten zylindrischen Elements 12, der einen kleineren Durchmesser aufweist, erzeugt wird, dient als die Reaktionskammer 15, und die Reaktionskammer 15 wird von einer Außenumfangsfläche des Abschnitts 9a der Kolbenstange 9, der den größeren Durchmesser aufweist, verschlossen. Die so gebildete Reaktionskammer 15 ist mit Fluid, wie etwa Öl, gefüllt. Der Kolben 14 ist als Flanschelement um den Abschnitt 9a der Kolbenstange 9, der den größeren Durchmesser aufweist, an einer im Wesentlichen mittigen Position ausgebildet, und der Kolben 14 wird in der Reaktionskammer 15 gehalten, während er sich gemeinsam mit der Kolbenstange 9 in einer axialen Richtung auf und ab bewegen kann. Ein Flanschabschnitt 10a ist an einem Ende des Gehäuses 10 ausgebildet, und das andere Ende des Gehäuses 10 ist durch ein Befestigungselement wie beispielsweise einen Bolzen an einem vorgegebenen stationären Element 19 der Fahrzeugkarosserie fixiert.
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Das erste zylindrische Element 11 erstreckt sich im Gehäuse 10 vom Flanschabschnitt 10a zu einem mittleren Abschnitt des Gehäuses 10. Ein Ende des ersten zylindrischen Elements 11 ist auf den Abschnitt 9a der Kolbenstange 9, der den größeren Durchmesser aufweist, gepasst, und das andere Ende des ersten zylindrischen Elements 11 wird mit einer Innenumfangsfläche des Gehäuses 10 in Kontakt gebracht.
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Das zweite zylindrische Element 12 erstreckt sich im Gehäuse 10 vom mittleren Abschnitt des Gehäuses 10 bis in die Nähe des stationären Elements 19. Das zweite zylindrische Element 12 weist den oben genannten Abschnitt 12a mit kleinerem Durchmesser und einen Abschnitt 12b mit größerem Durchmesser auf. Genauer ist der Abschnitt 12a mit dem kleineren Durchmesser in das andere Ende des ersten zylindrischen Elements 11 gepasst, und der Abschnitt 12b mit dem größeren Durchmesser steht mit der Innenumfangsfläche des Gehäuses 10 in Berührung.
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Das dritte zylindrische Element 13 ist in den Abschnitt 12b des zweiten zylindrischen Elements 12, der den größeren Durchmesser aufweist, auf solche Weise eingepasst, dass es von einem elastischen Element 16 gemäß einer Auf-und-ab-Bewegung der Kolbenstange 9 in der axialen Richtung auf und ab bewegt werden kann. Das dritte zylindrische Element 13 weist auf: einen unten geschlossenen zylindrischen Abschnitt 13b, einen Flanschabschnitt 13a, der am oberen Ende des unten geschlossenen zylindrischen Abschnitts 13b ausgebildet ist, und einen Schaftabschnitt 13c, der sich zum stationären Element 19 hin erstreckt Das elastische Element 16 weist auf: eine Hauptfeder 16a, die zwischen dem Flanschabschnitt 13a des dritten zylindrischen Elements 13 und dem Trägerelement 17 angeordnet ist; und eine Hilfsfeder 16b, die zwischen einem Stufenabschnitt zwischen dem Abschnitt 9a mit dem größeren Durchmesser und dem Abschnitt 9b mit dem kleineren Durchmesser der Kolbenstange 9 und einer Bodenfläche des unten geschlossenen zylindrischen Abschnitts 13b angeordnet ist. Außerdem ist ein Dämpferelement (z.B. ein Gummielement) auf den Schaftabschnitt 13c des dritten zylindrischen Elements 13 gepasst, um eine Kollisionswirkung zwischen dem dritten zylindrischen Element 13 und dem Trägerelement 17 zu absorbieren.
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Die Reaktionskammer 15 wird vom Kolben 14 in eine erste Kammer 15a und eine zweite Kammer 15b geteilt, so dass Fassungsvermögen der ersten Kammer 15a und der zweiten Kammer 15b durch eine Auf-und-ab-Bewegung des Kolbens 14 variiert werden. Da das Fluid in der Reaktionskammer 15 eingeschlossen ist, wird hydraulisch eine Reaktionskraft gegen eine Pedalkraft, die an die Pedalauflage 6 angelegt wird, aufgebaut. Der Abschnitt 9b der Kolbenstange 9, der den kleineren Durchmesser aufweist, ist in den unten geschlossenen zylindrischen Abschnitt 13b des dritten zylindrischen Elements 13 eingeführt, und wie beschrieben ist der Abschnitt 9a der Kolbenstange 9, der den größeren Durchmesser aufweist, über die Hilfsfeder 16b mit der Bodenfläche des unten geschlossenen zylindrischen Abschnitts 13b verbunden.
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Ein Strömungsweg (d.h. ein Durchlass) 21 verläuft durch die Kolbenstange 9 und den Kolben 14, so dass das Fluid zur Reaktionskammer 15 geliefert wird. Wenn das Bremspedal 2 niedergedrückt wird, wird daher durch einen Strömungswiderstand (oder eine Fluidreibung) eine Reaktionskraft gegen die Pedalkraft, die an die Pedalauflage 6 angelegt wird, aufgebaut. Eine axiale Länge der Reaktionskammer 15 ist auf solche Weise eingerichtet, dass der Kolben 14 auch dann nicht mit dem oberen Ende des Abschnitts 12a des zweiten zylindrischen Elements 12, der den kleineren Durchmesser aufweist, in Berührung kommt, wenn das Bremspedal 2 so weit wie möglich niedergedrückt wird. In dieser Situation wird die Hilfsfeder 16b vom Abschnitt 9a der Kolbenstange 9, der den größeren Durchmesser aufweist, so weit wie möglich niedergedrückt, und die Hauptfeder 16a wird vom Flanschabschnitt 13a des dritten zylindrischen Elements 13 so weit wie möglich niedergedrückt. Da das Fluid immer noch in der ersten Kammer 15a bleibt, kann jedoch die Reaktionskraft, die vom Strömungswiderstand aufgebaut wird, aufrechterhalten werden. Um eine Undichtigkeit der Reaktionskammer 15 zu verhindern, ist ein Dichtelement, wie etwa ein O-Ring, jeweils im ersten zylindrischen Element 11, im zweiten zylindrischen Element 12 und am Kolben 14 angeordnet.
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Eine Reaktionskraft gegen die Pedalkraft, die an die Pedalauflage 6 angelegt wird, wie auch durch elastische Kräfte der Hauptfeder 16a und der Hilfsfeder 16b aufgebaut. Wenn die Pedalkraft, die an die Pedalauflage 6 angelegt wird, aufgehoben wird, wird das Bremspedal 2 durch die elastischen Kräfte der Hauptfeder 16a und der Hilfsfeder 16b in eine Ausgangsposition zurückgestellt. Zum Beispiel kann eine Spiralfeder jeweils als Hauptfeder 16a und als Hilfsfeder 16b verwendet werden, und die elastische Kraft der Hauptfeder 16a ist größer als die elastische Kraft der Hilfsfeder 16b. In der Ausführungsform dient somit die Hauptfeder 16a als „erste Feder“, und die Hilfsfeder 16b dient als „zweite Feder“.
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In der Ausführungsform dienen die Hauptfeder 16a und die Hilfsfeder 16b auch als „erster Reaktionskraftaufbaumechanismus“, um die Reaktionskraft gegen die Pedalkraft, die an die Pedalauflage 6 angelegt wird, aufzubauen, und der Kolben 14 und die Reaktionskammer 15 dienen als „zweiter Reaktionskraftaufbaumechanismus“. Der erste Reaktionskraftaufbaumechanismus und der zweite Reaktionskraftaufbaumechanismus sind koaxial in Reihe angeordnet.
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Das Trägerelement 17 ist an einem hinteren Ende des Hubsimulators 4 angeordnet, um eine Reaktionskraft der komprimierten Hauptfeder 16a zu empfangen. Das Trägerelement 17 weist einen ringförmigen Abschnitt 17a, der den Schaftabschnitt 13c des dritten zylindrischen Elements 13 führt, und einen zylindrischen Abschnitt 17b auf, der zur Hauptfeder 16a vorsteht und der einen größeren Durchmesser aufweist als der ringförmige Abschnitt 17a. Ein Gummi 20a ist auf ein Basisende des Schaftabschnitts 13c des dritten zylindrischen Elements 13 gepasst, und der Gummi 20a ist in einen Zwischenraum C gepasst, der zwischen dem Schaftabschnitt 13c des dritten zylindrischen Elements 13 und dem zylindrischen Abschnitt 17b des Trägerelements 17 gebildet wird, wenn das dritte zylindrische Element 13 von der Hilfsfeder 16b zum Trägerelement 17 geschoben wird. Somit dient das dritte zylindrische Element 13 als bewegbarer Zylinder der Ausführungsform. Eine dritte Feder 16c, die zwischen dem Gehäuse 10 und dem ersten zylindrischen Element 11 angeordnet ist, um einen Zwischenraum zwischen dem ersten zylindrischen Element 11 und dem zweiten zylindrischen Elements 12 zu verringern und um eine Last an einen Lastsensor S anzulegen, ist zwischen dem Trägerelement 17 und dem stationären Element 19 angeordnet. Um das Fluid zur Reaktionskammer 15 zu liefern, ist ein Einlass O auf einer radial äußeren Seite der dritten Feder 16c im Gehäuse 10 ausgebildet.
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Somit ist die Bremsenbetätigungsvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform nicht mit einem Hydraulikquellen-Hauptzylinder versehen. Um ein Bremsgefühl zu verbessern, ist gemäß der Ausführungsform der zweite Reaktionskraftaufbaumechanismus dafür ausgelegt, das Bremsgefühl beim Niederdrücken des Bremspedals 2 und beim Rückstellen des Bremspedals 2 unterscheidbar zu machen.
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Zu diesem Zweck ist eine Ölkammer 24 im Abschnitt 9a der Kolbenstange 9, der den größeren Durchmesser aufweist, auf solche Weise ausgebildet, dass sie mit der Reaktionskammer 15 verbunden ist. Genauer ist die Ölkammer 24 über ein Rückschlagventil 23, eine Öffnung 18 und den Strömungsweg 21 mit der Reaktionskammer 15 verbunden. Die Ölkammer 24 ist auch durch einen Strömungsweg 24a, der als Einheit mit der Ölkammer 24 ausgebildet ist, mit der Reaktionskammer 15 verbunden. Somit sind im zweiten Reaktionskraftaufbaumechanismus das Rückschlagventil 23 und die Öffnung 18 integriert in die Ölkammer 24 angeordnet.
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Genauer weist die Öffnung 18 eine erste Öffnung 18a mit kleinerem Durchmesser und eine zweite Öffnung 18b mit größerem Durchmesser auf. Ein Ende der zweiten Öffnung 18b ist mit dem Strömungsweg 21 verbunden, und das andere Ende der zweiten Öffnung 18b ist mit dem Rückschlagventil 23 verbunden. Das Rückschlagventil 23 ist dafür ausgelegt, eine Strömungsrate des Fluids, das zwischen der Reaktionskammer 15 und der Ölkammer 24 fließt, wenn das Bremspedal 2 niedergedrückt wird und wenn das Bremspedal 2 zurückgestellt wird, unterscheidbar zu machen. In 2 sind der Aufbau der Öffnung 18 und der des Rückschlagventils 23 jeweils ausführlicher dargestellt. Wie in 2 dargestellt ist, weist das Rückschlagventil 23 auf: eine Ventilkugel 23a als Ventilelement, einen Ventilsitz (nicht gezeigt), mit dem die Ventilkugel 23a in Berührung steht, und eine Feder 23b, welche die Ventilkugel 23a zum Ventilsitz schiebt. Mindestens eine erste Öffnung 18a ist an einer Kontaktfläche des Ventilsitzes ausgebildet, so dass die Reaktionskammer 15 und die Ölkammer 24 über die erste Öffnung 18a immer miteinander verbunden sind.
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Nun wird eine Wirkung des zweiten Reaktionskraftaufbaumechanismus erläutert. Wenn das Bremspedal 2 niedergedrückt wird, wird der Kolben 14 zusammen mit der Kolbenstange 9 vorwärtsbewegt, so dass das Fassungsvermögen der zweiten Kammer 15b der Reaktionskammer erhöht wird und das Fassungsvermögen der ersten Kammer 15a verringert wird. Infolgedessen wird das Fluid in der ersten Kammer 15a durch den Kolben 14 angeschoben, so dass es durch den Strömungsweg 24a in die Ölkammer 24 gedrängt wird. In dieser Situation wird die Ventilkugel 23a von der Feder 23b und dem Fluid in der Ölkammer 24 auf den Ventilsitz 23b geschoben, das heißt, das Rückschlagventil wird geschlossen. In dieser Situation wird das Fluid in der Ölkammer 24 jedoch immer noch durch die erste Öffnung 18a, die einen kleineren Durchmesser aufweist, hindurch in die erste Kammer 15a gedrängt. Wenn das Bremspedal 2 zurückgestellt wird, wird der Kolben 14 dagegen zusammen mit der Kolbenstange 9 nach hinten zurückgezogen, so dass das Fassungsvermögen der zweiten Kammer 15b der Reaktionskammer verringert wird und das Fassungsvermögen der ersten Kammer 15a vergrößert wird. Infolgedessen wird das Fluid in der zweiten Kammer 15b durch den Kolben 14 angeschoben, so dass es durch den Strömungsweg 21 in die Ölkammer 24 gedrängt wird. In dieser Situation wird die Ventilkugel 23a von dem aus der zweiten Kammer 15b durch den Strömungsweg 21 und die zweite Öffnung 18b, die den größeren Durchmesser aufweist, strömenden Fluid so angeschoben, dass sie sich vom Ventilsitz löst, das heißt, das Rückschlagventil 23 wird geöffnet. Indessen wird das Fluid durch die Öffnung 18a, die den kleineren Durchmesser aufweist, auch aus der zweiten Kammer 15b in die Ölkammer 24 geliefert. Das heißt, eine Querschnittsfläche des Strömungswegs wird zwischen einer größeren Fläche und einer kleineren Fläche gewechselt, wenn das Gaspedal 2 niedergedrückt wird und wenn das Gaspedal 2 zurückgestellt wird. Aus diesen Gründen wird die Reaktionskraft, die vom zweiten Reaktionskraftaufbaumechanismus aufgebaut wird, erhöht, wenn das Bremspedal 2 niedergedrückt wird, wird aber verringert, wenn das Bremspedal 2 zurückgestellt wird.
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Nun wird eine Wirkung der Bremsenbetätigungsvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform erklärt. Wenn das Bremspedal 2 niedergedrückt wird, wird vom Hubsimulator 4 die Reaktionskraft gegen die Pedalkraft, die an die Pedalauflage 6 angelegt wird, aufgebaut. Genauer werden dann, wenn das Bremspedal 2 niedergedrückt wird, die Betätigungsstange 3, die Kolbenstange 9 und der Kolben 14 in der axialen Richtung vorwärtsbewegt, so dass das Fassungsvermögen der zweiten Kammer 15b der Reaktionskammer erhöht wird und das Fassungsvermögen der ersten Kammer 15a verringert wird. Wie beschrieben, wird das Rückschlagventil 23 in diesem Fall geschlossen, und somit wird das Fluid in der Ölkammer 24 nur durch die erste Öffnung 18a, die den kleineren Durchmesser aufweist, in die zweite Kammer 15b geliefert. Infolgedessen wird die Reaktionskraft gegen die Pedalkraft, die vom zweiten Reaktionskraftaufbaumechanismus aufgebaut wird, erhöht. Außerdem wird die Reaktionskraft auch bei einer Erhöhung der Geschwindigkeit, mit der das Bremspedal 2 niedergedrückt wird, erhöht.
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In dieser Situation wird die Hilfsfeder 16b vom Abschnitt 9a der Kolbenstange 9, der den größeren Durchmesser aufweist, zusammengedrückt, wodurch eine zusätzliche Reaktionskraft gegen die Pedalkraft, die an die Pedalauflage 6 angelegt wird, aufgebaut wird. Außerdem wird ein Gummi 20b, der an einem oberen Ende des Abschnitts 9b der Kolbenstange 9, der den kleineren Durchmesser aufweist, mit dem Boden des unten geschlossenen zylindrischen Abschnitts 13b des dritten zylindrischen Elements 13 in Kontakt gebracht, um eine zusätzliche Reaktionskraft gegen die Pedalkraft, die an die Pedalauflage 6 angelegt wird, aufzubauen.
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Infolgedessen wird das dritte zylindrische Element 13 durch die Hilfsfeder 16b vorwärts geschoben, so dass die Hauptfeder 16a durch den Flanschabschnitt 13a des dritten zylindrischen Elements 13 zusammengedrückt wird, wodurch eine zusätzliche Reaktionskraft gegen die Pedalkraft, die an die Pedalauflage 6 angelegt wird, aufgebaut wird. Wie beschrieben, wird in dieser Situation der Kolben 14 auch dann nicht mit dem oberen Ende des Abschnitts 12a des zweiten zylindrischen Elements 12, der den kleineren Durchmesser aufweist, in Kontakt gebracht, wenn das Bremspedal 2 so weit wie möglich niedergedrückt wird. Das heißt, es wird zugelassen, dass der zweite Reaktionskraftaufbaumechanismus die Reaktionskraft gegen die Pedalkraft aufbaut. Außerdem wirkt auch eine Reibung, die zwischen dem Dichtelement 22 und der Kolbenstange 9 wirkt, in einem gewissen Maß als Reaktionskraft.
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Wenn die Pedalkraft, die an die Pedalauflage 6 angelegt wird, aufgehoben wird, wird das Bremspedal 2 dagegen durch die Hauptfeder 16a und die Hilfsfeder 16b elastisch in die Ausgangsposition zurückgestellt. Genauer wird eine Rückstellkraft (d.h. eine Unterstützungskraft) der Hauptfeder 16a an das Bremspedal 2 angelegt, und dann werden Rückstellkräfte des Gummis 20b und der Hilfsfeder 16b an das Bremspedal 2 angelegt. In dieser Situation wird der Kolben 14 zusammen mit der Kolbenstange 9 nach hinten zurückgezogen, so dass das Fassungsvermögen der zweiten Kammer 15b der Reaktionskammer verringert wird und das Fassungsvermögen der ersten Kammer 15a vergrößert wird. Infolgedessen wird das Fluid in der zweiten Kammer 15b durch den Strömungsweg 21 zur zweiten Öffnung 18b, die den größeren Durchmesser aufweist, gedrängt, so dass das Rückschlagventil 23 geöffnet wird. Infolgedessen strömt das Fluid durch das Rückschlagventil 23 in die Ölkammer 24. In dieser Situation wirkt auch die Reibung zwischen dem Dichtelement 22 und der Kolbenstange 9 in einem gewissen Maß.
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In 3 ist eine Beziehung zwischen einem Hub der Betätigungsstange 3 und einer an die Betätigungsstange 3 angelegten Last gezeigt. In 3 stellt die vertikale Achse den Hub der Betätigungsstange 3 dar und die horizontale Achse stellt die Last dar, die an die Betätigungsstange 3 angelegt wird, die durchgezogene Kurve stellt den ersten herkömmlichen Hubsimulator dar, der keine Öffnung aufweist, die gestrichelte Kurve stellt einen zweiten herkömmlichen Hubsimulator dar, der nur eine Öffnung aufweist, und die Strich-Punkt-Linie stellt den Hubsimulator 4 gemäß der Ausführungsform dar.
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Wie von den durchgezogenen Kurven angegeben wird, sind gemäß dem ersten herkömmlichen Hubsimulator, der keine Öffnung aufweist, die Beziehungen zwischen dem Hub der Betätigungsstange und der Last, die an die Betätigungsstange angelegt wird, in beiden Fällen, das heißt beim Niederdrücken des Bremspedals 2 und beim Rückstellen des Bremspedals 2, im Wesentlichen identisch miteinander. Gemäß dem ersten herkömmlichen Hubsimulator sind jedoch die Reaktionskraft beim Niederdrücken des Bremspedals und die Reaktionskraft beim Rückstellen des Bremspedals wegen einer Hysterese, wie etwa einer Reibung des Dichtelements 22, leicht verschieden voneinander. In jeder durchgezogenen Kurve gibt eine Steigung zwischen einem Punkt A und einem Punkt B eine Reaktionskraft an, die von der Hilfsfeder 16b und dem Strömungswiderstand aufgebaut wird, gibt eine Steigung zwischen dem Punkt B und einem Punkt C die Reaktionskraft an, zu der die elastische Kraft des Gummis 20b addiert worden ist, und gibt eine Steigung zwischen dem Punkt C und einem Punkt D die Reaktionskraft an, zu der die Federkraft der Hauptfeder 16a addiert worden ist.
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Gemäß dem zweiten herkömmlichen Hubsimulator ist eine Steigung der gestrichelten Kurve, welche die Reaktionskraft beim Niederdrücken des Bremspedals 2 darstellt, sanfter als die Steigung der durchgezogenen Kurve, welche die Reaktionskraft beim Niederdrücken des Bremspedals 2 im ersten herkömmlichen Hubsimulator darstellt. Das heißt, die Last auf die Betätigungsstange 3 in Bezug auf den Hub der Betätigungsstange 3 ist kleiner, anders ausgedrückt, die Reaktionskraft gegen die Pedalkraft ist größer. Im Gegensatz dazu ist beim Rückstellen des Bremspedals 2 der Hub der Betätigungsstange 3 in Bezug auf die Last auf der Betätigungsstange 3 größer als beim ersten herkömmlichen Hubsimulator, der von der durchgezogenen Kurve dargestellt wird. Das heißt, das Bremspedal 2 wird langsam zurückgestellt. Das bedeutet, dass die Öffnung effektiv ist, um das Bremsgefühl beim Niederdrücken des Bremspedals 2 und beim Rückstellen des Bremspedals 2 unterscheidbar zu machen.
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Andererseits wird gemäß der Ausführungsform das Rückschlagventil 23 geschlossen, wenn das Bremspedal 2 niedergedrückt wird. Im Hubsimulator 4 wird daher das Fluid nur durch die Öffnung 18a mit dem kleineren Durchmesser strömen gelassen, wenn das Bremspedal 2 niedergedrückt wird. Wenn das Bremspedal 2 niedergedrückt wird, kann aus diesem Grund die Reaktionskraft erzeugt werden, die im Wesentlichen den gleichen absoluten Wert aufweist wie die Reaktionskraft, die vom zweiten herkömmlichen Hubsimulator erzeugt wird, wie von der Strich-Punkt-Kurve dargestellt wird. Im Gegensatz dazu wird beim Rückstellen des Bremspedals 2 das Rückschlagventil 23 geöffnet, so dass das Fluid durch die zweite Öffnung 18b mit dem größeren Durchmesser strömen kann. In diesem Fall wird daher das Bremspedal 2 nur durch die Federkräfte der Hauptfeder 16a und der Hilfsfeder 16b ruhig zurückgestellt, wie im Falle des ersten herkömmlichen Hubsimulators.
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Somit kann gemäß der Ausführungsform das Bremsgefühl beim Niederdrücken des Bremspedals 2 und beim Rückstellen des Bremspedals 2 unterscheidbar gemacht werden. Genauer wird beim Niederdrücken des Bremspedals 2 die Reaktionskraft gegen die Pedalkraft, die an die Pedalauflage 6 angelegt wird, erhöht, so dass das Bremsgefühl verbessert werden kann. Im Gegensatz dazu wird beim Rückstellen des Bremspedals 2 der Strömungswiderstand des Fluids verringert, so dass das Bremspedal 2 durch die Federkräfte der Hauptfeder 16a und der Hilfsfeder 16b ruhig zurückgestellt werden kann.
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Die Kennwerte und der absolute Wert der Reaktionskraft gegen die Pedalkraft, die an die Bremspedalauflage 6 angelegt wird, können nach Belieben durch Ändern von Konstanten der Hauptfeder 16a und der Hilfsfeder 16b und der Durchmesser der ersten Öffnung 18a und der zweiten Öffnung 18b verändert werden.
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Außerdem sind die Betätigungsstange 3 und der Hubsimulator 4 koaxial angeordnet. Gemäß der Ausführungsform kann somit der Aufbau der Bremsenbetätigungsvorrichtung im Vergleich zu dem der herkömmlichen Bremsenbetätigungsvorrichtung, die einen Hauptzylinder und einen Hubsimulator aufweist, vereinfacht werden.
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Auch wenn die obigen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung beschrieben wurden, wird der Fachmann erkennen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt werden sollte, sondern dass verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Bereichs der vorliegenden Offenbarung vorgenommen werden können. Zum Beispiel können die Öffnung 18 und das Rückschlagventil 23 auch separat angeordnet werden. Außerdem kann die Öffnung 18 auch im Kolben 14 ausgebildet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2017058542 [0001]
- JP 2014144655 A [0003, 0005, 0006]
- JP 2013006522 A [0004, 0005, 0006]
