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Technisches Gebiet
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Diese Offenbarung bezieht sich auf eine Einrichtung und ein Verfahren zur Verwendung eines Simulatorventils und insbesondere auf ein Verfahren und eine Einrichtung eines Bremspedalsimulatorventils zur Steuerung und/oder Einstellung von Bremspedalabfall während des Übergangs zwischen manueller Betätigung und verstärkter Bremsung.
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Hintergrund
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Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Fahrzeugbremssysteme. Fahrzeuge werden gewöhnlich mit hydraulischen Bremssystemen verlangsamt und angehalten. Diese Systeme variieren hinsichtlich der Komplexität, jedoch umfasst ein grundlegendes Bremssystem in der Regel ein Bremspedal, einen Hauptbremszylinder, Fluidleitungen, die in zwei ähnlichen, jedoch separaten Bremskreisen angeordnet sind, und Radbremsen in jedem Kreis. Der Fahrer des Fahrzeugs bedient ein Bremspedal, das mit dem Hauptbremszylinder verbunden ist. Wenn das Bremspedal heruntergedrückt wird, erzeugt der Hauptbremszylinder Hydraulikkräfte in beiden Bremskreisen durch Druckbeaufschlagung des Bremsfluids. Das druckbeaufschlagte Fluid bewegt sich durch die Fluidleitung in beiden Kreisen zur dahingehenden Betätigung von Bremszylindern an den Rädern, das Fahrzeug zu verlangsamen.
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Grundlegende Bremssysteme verwenden in der Regel einen Bremskraftverstärker, der dem Hauptbremszylinder eine Kraft zuführt, die die durch den Fahrer erzeugte Pedalkraft unterstützt. Der Verstärker kann unterdruckbetätigt oder hydraulisch betätigt sein. Ein typischer hydraulischer Verstärker erfasst die Bewegung des Bremspedals und erzeugt druckbeaufschlagtes Fluid, das in den Hauptbremszylinder eingeleitet wird. Das Fluid von dem Verstärker unterstützt die Pedalkraft, die auf die Kolben des Hauptbremszylinders wirkt, die druckbeaufschlagtes Fluid in der Leitung, die mit den Radbremsen in Strömungsverbindung steht, erzeugen. Somit werden die von dem Hauptbremszylinder erzeugten Drücke erhöht. Hydraulische Verstärker sind gewöhnlich neben dem Hauptbremszylinderkolben positioniert und verwenden ein Verstärkerventil zur Steuerung des an den Verstärker angelegten druckbeaufschlagten Fluids.
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Während der anfänglichen Bewegung der Bremspedaleinheit im Verstärkungsmodus drückt der Fahrer auf das Bremspedal, wodurch eine anfängliche Bewegung eines Eingangskolbens des Hauptbremszylinders bewirkt wird. Durch eine weitere Bewegung des Eingangskolbens wird die Eingangskammer des Hauptbremszylinders mit druckbeaufschlagt, wodurch bewirkt wird, dass Fluid in einen Pedalsimulator strömt. Wenn Fluid in den Pedalsimulator umgeleitet wird, dehnt sich eine Simulationsdruckkammer in dem Pedalsimulator aus, wodurch eine Bewegung eines Kolbens in dem Pedalsimulator bewirkt wird. Durch eine Bewegung des Kolbens wird eine Federanordnung zusammengedrückt, die in dem Pedalsimulator untergebracht ist und den Kolben dahingehend vorspannt, eine Rückmeldungskraft für den Fahrer des Fahrzeugs über das Bremspedal bereitzustellen, die die Kräfte simuliert, die ein Fahrer an dem Bremspedal beispielsweise bei einem herkömmlichen unterdruckunterstützten hydraulischen Bremssystem verspürt, und somit ein erwartetes und beruhigendes „Bremsgefühl“ für den Fahrer ist.
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Wenn das Fahrzeug erstmalig gestartet wird, ist das Bremsfluid unter wenig oder gar keinem Druck. In gewissen Fällen betätigt der Fahrer manuell die Bremse in einem „Durchdrück“-Zustand, wobei der Hauptbremszylinder direkt Druck zu mindestens zwei, und oftmals vier, der Radbremsen zuführt. Wenn das Bremssystem anläuft und Druck aufgebaut wird, geht das System in einen „Verstärkungs“-Modus über, wobei der Verstärker dazu verwendet wird, druckbeaufschlagtes Fluid, das durch die Durchdrückkraft des Fahrers an dem Bremspedal zu den Rädern gesendet wird, zu unterstützen oder zu ersetzen. Dies ist jedoch nicht immer ein reibungsloser Übergang und kann zu einem „Pedalabfall“-Zustand führen, wenn der Pedalsimulator mit Druck beaufschlagt wird, was für den Fahrer unbehaglich sein kann.
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Beschreibungen von Bremssystemen des Stands der Technik finden sich in dem am 4. August 2020 an Blaise Ganzel erteilten
US-Patent Nr. 10,730,501 mit dem Titel „Vehicle Brake System with Auxiliary Pressure Source“ und der am 1. Oktober 2020 veröffentlichten US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnr. 2020/0307538 von Blaise Ganzel und mit dem Titel „Brake System with Multiple Pressure Sources“, auf die hier in ihrer Gesamtheit Bezug genommen wird.
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Kurzdarstellung
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Bei einem Aspekt wird ein Simulatorventil beschrieben. Ein Gehäuse weist eine mittige Bohrung auf, die sich in Längsrichtung von einer ersten Gehäusefläche erstreckt. Das Gehäuse umfasst einen Pedalsimulatordurchgang, der sich dahingehend dort hindurch erstreckt, die mittige Bohrung zumindest zum Teil in Strömungsverbindung mit einem Pedalsimulator zu platzieren. Das Gehäuse umfasst einen Hauptbremszylinderdurchgang, der sich dahingehend dort hindurch erstreckt, die mittige Bohrung zumindest zum Teil in Strömungsverbindung mit einem Hauptbremszylinder zu platzieren. Der Hauptbremszylinderdurchgang ist in Längsrichtung zwischen der ersten Gehäusefläche und dem Pedalsimulatordurchgang positioniert. Ein Anker ist zumindest zum Teil in dem Gehäuse zur selektiven Hubbewegung in Längsrichtung diesbezüglich zwischen einer ersten und einer zweiten Ankerstellung positioniert. Ein Tellerventil ist in dem Gehäuse positioniert und ist zumindest zum Teil in einer Ankerbohrung des Ankers zur selektiven Hubbewegung in Längsrichtung diesbezüglich zwischen einer ersten und einer zweiten Tellerventilstellung positioniert. Das Tellerventil definiert ein erstes Ventil zusammen mit einem ersten Ventilsitz mindestens eines Abschnitts der Ankerbohrung. Das Tellerventil definiert zumindest zum Teil ein zweites Ventil, das in Längsrichtung von dem ersten Ventilsitz beabstandet und diesem gegenüberliegend angeordnet ist. Das zweite Ventil umfasst einen zweiten Ventilsitz, der in der mittigen Bohrung positioniert und zumindest zum Teil von einer Bohrungswand der mittigen Bohrung beabstandet ist. Das Tellerventil umfasst eine Tellerventilbohrung, die sich in Längsrichtung dort hindurch erstreckt und von dem ersten Ventil selektiv verdeckt wird. Der Anker, das Tellerventil und die mittige Bohrung definieren zusammen einen gedämpften Fluidströmungspfad dazwischen. Der gedämpfte Fluidströmungspfad gestattet selektiv eine Strömungsverbindung dort hindurch von dem Hauptbremszylinderdurchgang zu dem Pedalsimulatordurchgang. Der gedämpfte Fluidströmungspfad gestattet eine Strömungsverbindung dort hindurch, wenn sich der Anker in der zweiten Ankerstellung befindet und sich das Tellerventil in der ersten Tellerventilstellung befindet. Der Anker, das Tellerventil und die mittige Bohrung definieren zusammen einen freien Fluidpfad dazwischen. Der freie Fluidströmungspfad gestattet selektiv eine Strömungsverbindung dort hindurch von dem Pedalsimulatordurchgang zu dem Hauptbremszylinderdurchgang. Der freie Fluidströmungspfad gestattet eine Strömungsverbindung dort hindurch, wenn sich der Anker in der zweiten Ankerstellung befindet und sich das Tellerventil in der zweiten Tellerventilstellung befindet.
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Figurenliste
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Zum besseren Verständnis wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen; in den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine schematische Querschnittsseitenansicht eines Simulatorventils gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung in einem ersten Zustand;
- 2 eine schematische Querschnittsseitenansicht des Simulatorventils von 1 in einem zweiten Zustand;
- 3 eine schematische Querschnittsseitenansicht des Simulatorventils von 1 in einem dritten Zustand;
- 4 ein schematisches Hydraulikdiagramm, einschließlich des Simulatorventils von 1, in einer ersten Betriebsphase;
- 5 ein schematisches Hydraulikdiagramm, einschließlich des Simulatorventils von 1, in einer zweiten Betriebsphase; und
- 6 ein schematisches Hydraulikdiagramm, einschließlich des Simulatorventils von 1, in einer dritten Betriebsphase.
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Beschreibung von Aspekten der Offenbarung
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Sofern nicht anders definiert, haben alle hier verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe die dem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, auf das sich diese Offenbarung bezieht, geläufige Bedeutung.
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Die Erfindung umfasst, besteht aus oder besteht im Wesentlichen aus die/den folgende/n Merkmale/n in einer beliebigen Kombination.
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1 stellt ein Simulatorventil 100 dar, das ein Gehäuse 102 mit einer mittigen Bohrung 104, die sich von einer ersten Gehäusefläche 106 in Längsrichtung nach unten erstreckt, umfasst. Obgleich das Ventil 100 in 1-3 im Querschnitt gezeigt wird, ist ein Durchschnittsfachmann mit den Lehren der vorliegenden Erfindung ohne Weiteres in der Lage, sich die Art und Weise, auf die die Komponententeile des Ventils 100 dreidimensional (z. B. in Abdichtung und/oder Strömungsverbindung) zusammenwirken, vorzustellen. Das Gehäuse 102 umfasst einen Pedalsimulatordurchgang 108, der sich dahingehend dort hindurch erstreckt, die mittige Bohrung 104 zumindest zum Teil in Strömungsverbindung mit einem Pedalsimulator (bei 110 schematisch gezeigt) zu platzieren. Das Gehäuse 102 umfasst einen Hauptbremszylinderdurchgang 112, der sich dahingehend dort hindurch erstreckt, die mittige Bohrung 104 zumindest zum Teil in Strömungsverbindung mit einem Hauptbremszylinder (bei 114 schematisch gezeigt) zu platzieren. Der Hauptbremszylinderdurchgang 112 ist in Längsrichtung zwischen der ersten Gehäusefläche 106 und dem Pedalsimulatordurchgang 108 positioniert.
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Eine beliebige Anzahl, Konfiguration und Art von zusätzlichen Strukturen können an dem Ventil 100 vorgesehen werden, um dessen Montage und/oder Verwendung zu erleichtern, wie z. B. unter anderem die in den Figuren gezeigte abgestufte innere Bohrung IB.
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Ein Anker 116 ist zumindest zum Teil in dem Gehäuse 102 zur selektiven Hubbewegung in Längsrichtung bezüglich des Gehäuses 102 positioniert. Der Anker 116 bewegt sich zwischen einer ersten und einer zweiten Ankerstellung auf beliebige Art und Weise, wie z. B. die elektrisch und/oder magnetisch gesteuerten und ausgeübten Kräfte, die nachstehend unter Bezugnahme auf 1-3 beschrieben werden.
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Ein Tellerventil 118 ist in dem Gehäuse 102 positioniert und ist zumindest zum Teil in einer Ankerbohrung 120 des Ankers 116 positioniert. Das Tellerventil 118 ist zur selektiven Hubbewegung in Längsrichtung bezüglich des Ankers zwischen einer ersten und einer zweiten Tellerventilstellung auf beliebige Art und Weise, wie z. B. die elektrisch und/oder magnetisch gesteuerten und ausgeübten Kräfte, die nachstehend unter Bezugnahme auf und 1-3 beschrieben werden, konfiguriert. Das Tellerventil 118 definiert zumindest zum Teil ein erstes Ventil (das in dem Bereich, der mit 122 angegeben wird, schematisch gezeigt wird) zusammen mit einem ersten Ventilsitz 124 mindestens eines Abschnitts der Ankerbohrung 120.
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Gemäß der Darstellung in den Figuren kann das erste Ventil 122 eine Ventilkugel 126 umfassen, die in einer Längsposition bezüglich des ersten Ventilsitzes 124 der Ankerbohrung 120 gehalten wird. Falls vorhanden, kann die Ventilkugel 126 in einen Abschnitt der Ankerbohrung 120 pressgepasst sein und kann zur Selbstabdichtung, zum Verschleißausgleich und/oder für irgendeinen anderen Zweck vorgesehen sein. Wie hier gezeigt wird, wirkt die Ventilkugel 126 dahingehend abdichtend mit einer Schulter des Tellerventils 118 zusammen, zusammen das erste Ventil 122 zu bilden.
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Das Tellerventil 118 definiert zumindest zum Teil auch ein zweites Ventil (das in dem Bereich, der mit 128 angegeben wird, schematisch gezeigt wird) an einer Position, die in Längsrichtung von dem ersten Ventilsitz 124 beabstandet ist und diesem gegenüberliegend angeordnet ist. Das zweite Ventil 128 umfasst einen zweiten Ventilsitz 130, der in der mittigen Bohrung 104 positioniert und zumindest zum Teil von einer Bohrungswand 132 der mittigen Bohrung 104 beabstandet ist. Das Tellerventil 118 umfasst eine Tellerventilbohrung 134, die sich in Längsrichtung dort hindurch erstreckt. Die Tellerventilbohrung 134 wird von dem ersten Ventil 122 (z. B., wie nachstehend angenommen wird, durch die Ventilkugel 126 des ersten Ventils 122) selektiv verdeckt.
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1 stellt eine Situation dar, in der das Simulatorventil 100 stromlos oder geschlossen ist. Diese Situation tritt beispielsweise auf, wenn sich das Fahrzeug und/oder ein Bremssystem, das das Simulatorventil 100 umfasst, in einem deaktivierten Zustand befindet. Wie in 1 zu sehen ist, ist ein magnetischer Spalt 136 zwischen dem Anker 116 und einem Kern 138 vorhanden, und eine Kernfeder 140 drückt den Anker 116 in der Ausrichtung von 1 nach unten, um gleichzeitig sowohl den ersten als auch den zweiten Ventilsitz 124 und 130 durch Drücken des Ankers 116 nach unten auf das Tellerventil 118 zu schließen.
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Der Kern 138 ist zum selektiven magnetischen Anziehen eines ersten Endes 142 des Ankers 116 in Längsrichtung vorgesehen. Der Anker 116 selbst ist in Längsrichtung zwischen dem Kern 138 und dem Tellerventil 118 angeordnet. Wie in den Figuren gezeigt wird, kann eine den Anker anziehende Seite 144 des Kerns 138 im Wesentlichen planar sein. Dies steht im Gegensatz zu der abgestuften den Anker anziehenden Seite bekannter zweistufiger Simulatorventile des Stands der Technik und kann beim Anziehen des ersten Endes 142 des Ankers mit einer effizienteren und kraftvolleren Bewegung als bei jenen bekannten Ventilen hilfreich sein. Beispielsweise muss sich der Anker 116 zum Schließen des magnetischen Spalts 136 mit der dargestellten im Wesentlichen planaren den Anker anziehenden Seite 144 im Vergleich zu anderen Vorrichtungen nicht so weit bewegen.
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Wie oben erwähnt wird, kann die Kernfeder 140 dahingehend in Längsrichtung zwischen dem Anker 116 und dem Kern 138 angeordnet sein, den Anker 116 normalerweise in Längsrichtung von dem Kern 138 weg vorzuspannen. Die Magnetkraft von dem Kern 138 muss dann die Federkraft der Kernfeder 140 überwinden, um den Anker 116 aus der ersten Stellung, die in 1 gezeigt wird, in die zweite Stellung, die in 2 gezeigt wird, zu bewegen.
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Wie auch in den Figuren gezeigt wird, kann eine Kernhülse 146 zumindest zum Teil in der mittigen Bohrung 104 des Gehäuses 102 aufgenommen sein, um den Kern 138 in einer vorbestimmten Abstandsbeziehung dazu zu halten. Der Anker 116 ist zumindest zum Teil in der Kernhülse 146 eingeschlossen und wird von ihr zur selektiven Hubbewegung in Längsrichtung bezüglich des Kerns 138 zwischen der ersten und der zweiten Ankerstellung geführt.
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Es wird in Betracht gezogen, dass die Kernhülse 146 den Anker 116 komplett in Längsrichtung darin einschließen kann. Der Kern 138 kann an einem ersten Ende 148 der Kernhülse 146 positioniert sein. Die Kernhülse 146 definiert den zweiten Ventilsitz 130 an oder neben einem zweiten Ende 150 der Kernhülse 146, wobei das zweite Ende 150 in Längsrichtung von dem ersten Ende 148 beabstandet ist. Wie in den Figuren gezeigt wird, kann der zweite Ventilsitz 130 durch eine Schulter der Ventilhülse 146 bereitgestellt werden.
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Wie zuvor erwähnt wurde, stellt 1 einen Anker 116 in einer ersten (untersten) Ankerstellung dar. Das Tellerventil 118 wird von dem Anker 116, wenn sich der Anker 116 in dieser ersten Ankerstellung befindet, in der ersten (untersten) Tellerventilstellung gehalten, indem die Kernfeder 140 nach unten auf den Anker 116 drückt und damit verhindert, dass sich der Anker 116 sowie das Tellerventil 118 in der Ausrichtung von 1 nach oben bewegen.
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Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 2 wird das Simulatorventil 100 in einer zweiten „Übergangs“-Konfiguration gezeigt. (Die Übergangskonfiguration ist auch die Verstärkungskonfiguration beim Betätigen des Bremspedals.) Die zweite Konfiguration kann beispielsweise auftreten, wenn das Fahrzeug erstmalig gestartet wird und das Bremssystem des Fahrzeugs zwischen einem manuellen Betätigungsmodus für die Bremsen und einem Verstärkungsmodus übergeht. Der Anker 116, das Tellerventil 118 und die mittige Bohrung 104 definieren zusammen und zusammenwirkend einen gedämpften Fluidströmungspfad dazwischen während dieses Anfangs- oder „Übergangs“-Betriebszeitraums des Simulatorventils 100; dieser gedämpfte Fluidströmungspfad wird durch die Pfeile „D“ in 2 angegeben. Der gedämpfte Fluidströmungspfad D gestattet selektiv eine Strömungsverbindung dort hindurch von dem Hauptbremszylinderdurchgang 112 zu dem Pedalsimulatordurchgang 108. Der gedämpfte Fluidströmungspfad D gestattet eine Strömungsverbindung dort hindurch, wenn sich der Anker 116 in der zweiten angehobenen Ankerstellung (in dem er magnetisch an den Kern 138 angezogen wird) befindet und sich das Tellerventil 118 noch in der ersten untersten Tellerventilstellung befindet. Dadurch kann Fluid von dem Hauptbremszylinder 114 (der zumindest zum Teil durch den Druck des Fußes des Fahrers auf dem Bremspedal aktiviert wird) zu dem Pedalsimulator 110 durch den gedämpften Fluidströmungspfad D geschickt werden, wenn das Bremssystem von einer manuellen Betätigung zu einer verstärkten Betätigung übergeht.
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Während der Übergangsphase mit dem Simulatorventil 100 in der in 2 gezeigten Konfiguration drückt der zweifach wirkende Plunger des Bremssystems Fluid in den Pedalsimulator 110. Die aktive Pedalgefühlsteuerung für den Fahrer basiert dann auf dem Pedalwegsensor sowie Drucksensorrückmeldung.
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Falls eine Ventilkugel 126 vorhanden ist, wird durch die Längsbewegung des Tellerventils 118 von dem Anker 116 weg das erste Ventil 122 für Fluidstrom (d. h. den gedämpften Fluidströmungspfad D) an der Ventilkugel 126 vorbei und in die Tellerventilbohrung 134 geöffnet. Dieser Fluidströmungspfad wird zumindest zum Teil deshalb erzeugt, da die Ventilkugel 126 (z. B. über eine Reibungspassung mit der Ankerbohrung 120) im Eingriff mit dem Anker 116 gehalten wird, die sich während des Übergangs von der Konfiguration von 1 zu jener von 2 von dem Tellerventil 118 weg bewegt. Durch diese Erzeugung des gedämpften Fluidströmungspfads D kann sich das Bremsfluid von dem zweifach wirkenden Plunger und/oder dem Hauptbremszylinder 114 zu dem Pedalsimulator 110 bewegen.
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Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 3 hat Gegendruck, der aus einer Ansammlung von Fluid in dem Pedalsimulator 110 resultiert, das Tellerventil 118 in der Ausrichtung von 3 nach oben in die zweite Tellerventilstellung gedrückt. Dies ist die „verstärkte“ Konfiguration, wenn der Fahrer das Bremspedal freigibt. Hier wird das erste Ventil 122 wieder geschlossen, mit erneutem Kontakt zwischen der Ventilkugel 126 und dem Tellerventil 118. Dementsprechend steht auch kein Fluidpfad durch die Tellerventilbohrung 134 mehr zur Verfügung. Dadurch definieren der Anker 116, das Tellerventil 118 und die mittige Bohrung 104 zusammen einen freien Fluidpfad dazwischen; dieser relativ ungedämpfte Fluidströmungspfad wird durch die Pfeile „F“ in 3 angegeben. Der freie Fluidströmungspfad F gestattet selektiv eine Strömungsverbindung dort hindurch von dem Pedalsimulatordurchgang 108 zu dem Hauptbremszylinderdurchgang 112.
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Der freie Fluidströmungspfad F gestattet eine Strömungsverbindung dort hindurch, wenn sich der Anker 116 in der zweiten Ankerstellung befindet und sich das Tellerventil 118 in der zweiten Ankerstellung befindet. Sobald der freie Fluidströmungspfad F erstellt ist, kann der Pedalsimulator 110 dazu verwendet werden, selektiv Druck zurück in den Hauptbremszylinder 114 zurückzuführen, um das Erreichen eines angemessenen Pedalgefühls für den Fahrer zu unterstützen oder aus irgendeinem anderen gewünschten Grund. Der zweifach wirkende Plunger baut in diesem Modus basierend auf der Anforderung des Fahrers, die über das Bremspedal übermittelt wird, weiterhin höheren Verstärkungsdruck auf.
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2 und 3 zeigen den Modus „verstärkte Betätigung“ bzw. den Modus „Freigabe“ für das Simulatorventil 100, eigentlich für das Bremssystem insgesamt, und dies hält an, bis das Fahrzeug abgestellt wird oder irgendein anderes Ereignis eintritt, das die Beendigung der Situation von verstärkter Betätigung veranlasst. Das Simulatorventil 100 ist „geöffnet“, wann immer Verstärkung aktiv ist. Welches bzw. welche es ersten und des zweiten Ventilsitzes 124 und 130 geöffnet ist bzw. sind, hängt davon ab, ob der Fahrer das Bremspedal betätigt oder freigibt. Sowohl der erste als auch der zweite Ventilsitz 124 und 130 könnte zum Teil geöffnet sein, wenn der Fahrer das Bremspedal nicht betätigt oder freigibt.
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Bei Ausfall der Stromversorgung zu dem Elektromagneten, der den Kern 138 steuert, entweder beabsichtigt oder unbeabsichtigt, überwindet die Kernfeder 140 die Kraft, die zuvor von dem nun stromlosen Elektromagneten bereitgestellt und magnetisch über den Kern 130 angelegt wurde, um den Anker 116 nach unten zurück in die erste Ankerstellung zu drücken und somit den magnetischen Spalt 136 wiederherzustellen und das Simulatorventil 100 in einen Modus von „manueller Betätigung“ zurückzuführen.
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Unter erneuter Bezugnahme auf 1 wird in Betracht gezogen, dass Fluidstrom entlang dem freien Fluidströmungspfad F gestattet wird, wenn sich der Anker 116 in der ersten Ankerstellung befindet und sich das Tellerventil 118 in der ersten Tellerventilstellung befindet, wie in 1 gezeigt wird. Dieser Strom kann gestattet werden, wenn der Druck in dem Pedalsimulator 110 in einem Ausmaß höher als der Druck in dem Hauptbremszylinder 114 ist, das die Kräfte der Feder (und andere), die auf den Bereich des zweiten Ventilsitzes 130 wirken, überwinden kann. Das bedeutet, dass gestattet werden kann, dass eine vorbestimmte Menge an Fluid durch das zweite Ventil 128 zwischen dem zweiten Ventilsitz 130 und dem Tellerventil 118 strömt, selbst wenn sich das Simulatorventil 100 in der „geschlossenen“ oder stromlosen Stellung der manuellen Betätigung befindet. Diese zulassende Beschaffenheit kann hilfreich für das Erzielen gewünschter Effizienzen in dem System sowie von Bremspedalgefühl und Rückmeldungseigenschaften für den Fahrer sein und tritt beispielsweise dann auf, wenn der Fluiddruck in dem Pedalsimulator 110 höher als der Fluiddruck in dem Hauptbremszylinder 114 ist. Zur Hervorhebung der Situation von 1 ist jedoch Fluidstrom an dem freien und dem gedämpften Fluidströmungspfad F und D im Wesentlichen gesperrt, wenn sich der Anker 116 in der ersten Ankerstellung befindet und sich das Tellerventil 118 in der ersten Tellerventilstellung befindet -- das bedeutet, dass sich beide in ihren in der Ausrichtung von 1-3 untersten Stellungen befinden.
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Es wird auch in Betracht gezogen, dass der freie und/oder der gedämpfte Fluidströmungspfad F und D mindestens einen Filter 152 (in 1-3 werden beispielhaft zwei gezeigt) zum Filtern von Fluidstrom dort hindurch umfassen können. Wenn vorhanden, kann bzw. können der bzw. die Filter 152 von einem beliebigen gewünschten Typ sein und können an einer beliebigen gewünschten Position in dem Simulatorventil 100 positioniert sein. Beispielsweise ist der dargestellte untere Filter 152 unter dem Tellerventil 118 in der mittigen Bohrung 104 positioniert. Es wird in Betracht gezogen, dass ein zylindrischer oberer Filter 152 auch oder stattdessen in einem Bereich positioniert sein könnte, der das Tellerventil 118 im Wesentlichen umgibt; das bedeutet unmittelbar zwischen dem Hauptbremszylinderdurchgang 112 und der Kernhülse 146. Ein Durchschnittsfachmann kann ohne Weiteres einen oder mehrere geeignete Filter 152 je nach Wunsch für eine bestimmte Verwendungsumgebung der vorliegenden Erfindung vorsehen.
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4-6 zeigen schematisch ein Bremssystem 200, das das Simulatorventil 100 von 1-3 nutzt. In 4-6 geben die „fettgedruckten“ oder dicken Linien eine Komponente oder einen Abschnitt des Bremssystems 154, die bzw. der unter Fluiddruck steht, an. Die gepunkteten Linien geben eine Komponente oder einen Abschnitt des Bremssystems 200, die bzw. der in den Modi, die in den Figuren gezeigt werden, sowohl Druck als auch Fluidstrom ausgesetzt ist, an.
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Das Simulatorventil 100 ist nicht auf die Verwendung in dem Bremssystem 200 von 4-6 beschränkt, sondern könnte in einem beliebigen geeigneten Umfeld, in dem magnetisch betätigte Steuerung von Hydraulikstrom gewünscht wird, verwendet werden. Beispielsweise könnte das Simulatorventil 100 in den Bremssystemen verwendet werden, die in den gleichzeitig anhängigen Patentanmeldungen, der gleichzeitig mit dieser eingereichten US-Patentanmeldung mit der laufenden Nr. XX/XXX,XXX mit dem Titel „Hydraulic Brake Boost“ (Anwalts-Aktenzeichen ZF(BEJ)-029438 US PRI), der gleichzeitig mit dieser eingereichten US-Patentanmeldung mit der laufenden Nr. XX/XXX,XXX mit dem Titel „Apparatus and Method for Control of a Hydraulic Brake System“ (Anwalts-Aktenzeichen ZF(BEJ)-030117 US PRI) und/oder der gleichzeitig mit dieser eingereichten US-Patentanmeldung mit der laufenden Nr. XX/XXX,XXX mit dem Titel „Apparatus and Method for Control of a Hydraulic Brake System“ (Anwalts-Aktenzeichen ZF(BEJ)-029439 US PRI), auf die hier in ihrer Gesamtheit Bezug genommen wird, gezeigt und dargestellt werden.
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Das Bremssystem 200 ist ein Bremssystem mit hydraulischer Kraftverstärkung, bei dem verstärkter Fluiddruck zum Anlegen von Bremskräften für das Bremssystem 200 eingesetzt wird. Das Bremssystem 200 kann geeigneterweise bei einem Landfahrzeug, wie z. B. einem Kraftfahrzeug mit vier Rädern, wobei jedem Rad eine Radbremse zugeordnet ist, verwendet werden. Weiterhin kann das Bremssystem 200 mit anderen Bremsfunktionen, wie z. B. ABS und anderen Schlupfregelungsmerkmalen zum effektiven Bremsen des Fahrzeugs versehen sein. Komponenten des Bremssystems 200 können in einem oder mehreren Blöcken oder Gehäusen untergebracht sein. Der Block oder das Gehäuse können aus einem Vollmaterial, wie z. B. Aluminium, das gebohrt, maschinell bearbeitet oder anderweitig zur Unterbringung der verschiedenen Komponenten ausgebildet wurde, hergestellt sein. Fluidleitungen können auch in dem Block oder Gehäuse ausgebildet sein.
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Bei der dargestellten Ausführungsform des Bremssystems 200 gibt es vier Radbremsen 202A, 202B, 202C und 202D. Die Radbremsen 202A, 202B, 202C und 202D können eine beliebige geeignete Radbremsenstruktur aufweisen, die durch Anwendung eines druckbeaufschlagten Bremsfluids betrieben wird. Jede der Radbremsen 202A, 202B, 202C und 202D kann beispielsweise einen Bremssattel umfassen, der dahingehend an dem Fahrzeug befestigt ist, ein Reibelement (wie z. B. eine Bremsscheibe), die sich mit einem Fahrzeugrad dreht, zum Bewirken einer Bremsung des zugeordneten Fahrzeugrads in Eingriff zu nehmen. Die Radbremsen 202A, 202B, 202C und 202D können einer beliebigen Kombination aus Vorder- und Hinterrädern des Fahrzeugs, in dem das Bremssystem 200 installiert ist, zugeordnet sein. Beispielsweise kann das Bremssystem 200 als ein System mit Diagonalaufteilung konfiguriert sein, wie gezeigt wird, so dass ein sekundärer Hauptbremszylinderdruckkreis dem Zuführen von Fluid zu den diagonalen Radbremsen 202A und 202B zugeordnet ist, und ein primärer Hauptbremszylinderdruckkreis dem Zuführen von Fluid zu den diagonalen Radbremsen 202C und 202D zugeordnet ist. In diesem Beispiel kann die Radbremse 202A einem rechten Hinterrad des Fahrzeugs, in dem das Bremssystem 200 installiert ist, zugeordnet sein, und die Radbremse 202B kann dem linken Vorderrad zugeordnet sein. Die Radbremse 202C kann dem linken Hinterrad zugeordnet sein, und die Radbremse 202D kann dem rechten Vorderrad zugeordnet sein. Alternativ dazu kann das Bremssystem 10, obgleich dies hier nicht dargestellt wird, als ein Bremssystem mit Vertikalaufteilung konfiguriert sein, so dass die Radbremsen 202A und 202B Rädern an der Vorder- oder Hinterachse des Fahrzeugs zugeordnet sind, und die Radbremsen 202C und 202D Rädern an der anderen Achse des Fahrzeugs zugeordnet sind.
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Das Bremssystem 200 umfasst allgemein eine Bremspedaleinheit, die allgemein bei 204 angegeben wird, einen Pedalsimulator, der allgemein bei 110 angegeben wird, eine Plungeranordnung (auch als ein zweifach wirkender Plunger bekannt), die allgemein bei 208 angegeben wird, und ein Fluidreservoir 210. Das Reservoir 210 speichert und bewahrt Hydraulikfluid für das Bremssystem 200 auf. Das Fluid in dem Reservoir 210 wird vorzugsweise auf oder bei Atmosphärendruck aufbewahrt, das Fluid kann jedoch nach Wunsch bei anderen Drücken gespeichert werden. Das Reservoir 210 weist gemäß der schematischen Darstellung drei Behälter oder Bereiche mit drei daran angeschlossenen Fluidleitungen auf. Die Bereiche können durch einige Innenwände in dem Reservoir 210 unterteilt sein und sind dazu vorgesehen, vollständiges Leeren des Reservoirs 210, falls einer der Bereiche aufgrund einer Leckage durch eine der drei mit dem Reservoir 210 verbundenen Leitungen entleert wird, zu verhindern. Alternativ dazu kann das Reservoir 210 mehrere separate Gehäuse umfassen. Das Reservoir 210 kann mindestens einen Flüssigkeitsstandsensor 212 zum Detektieren des Flüssigkeitsstands eines oder mehrerer der Bereiche des Reservoirs 210 umfassen.
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Die Plungeranordnung 208 des Bremssystems 200 wirkt als eine Druckquelle zum Zuführen einer Solldruckhöhe zu den Radbremsen 202A, 202B, 202C und 202D während einer typischen oder normalen Bremsenbetätigung. Nach einer Bremsenbetätigung kann Fluid von den Radbremsen 202A, 202B, 202C und 202D zu der Plungeranordnung 208 zurückgeführt und/oder zu dem Reservoir 210 umgeleitet werden. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Plungeranordnung 208 eine zweifach wirkende Plungeranordnung, die dazu konfiguriert ist, auch dem Bremssystem 200 verstärkten Druck zuzuführen, wenn ein Kolben der Plungeranordnung 208 nach hinten sowie nach vorne bewegt wird.
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Das Bremssystem 200 umfasst des Weiteren mindestens ein elektronisches Steuergerät oder ECU 214. Das ECU 214 kann Mikroprozessoren und andere elektrische Schaltungen umfassen. Das ECU 214 empfängt verschiedene Signale, verarbeitet Signale und steuert den Betrieb verschiedener elektrischer Komponenten des Bremssystems 200 als Reaktion auf die empfangenen Signale. Das ECU 214 kann mit verschiedenen Sensoren, wie z. B. dem Reservoirflüssigkeitsstandsensor 212, Drucksensoren, Hubsensoren, Schaltern, Raddrehzahlsensoren und Lenkwinkelsensoren, verbunden sein. Das ECU 214 kann auch mit einem externen Modul (nicht gezeigt) zum Empfangen von Informationen bezüglich Gierrate, Seitenbeschleunigung, Längsbeschleunigung des Fahrzeugs oder anderer Fahrzeugbetriebsmerkmale aus beliebigem Grund, wie z. B. unter anderem zum Steuern des Bremssystems 200 während Fahrzeugbremsung, Stabilitätsbetrieb oder anderen Betriebsmodi, verbunden sein. Darüber hinaus kann das ECU 214 mit dem Instrumentenblock zum Beschaffen und Bereitstellen von Informationen zu Warnanzeigevorrichtungen, wie z. B. einer ABS-Warnleuchte, einer Bremsfluidpegelwarnleuchte und einer Antriebs-SchlupfRegelung/Fahrzeugstabilitätsregelung-Anzeigeleuchte, verbunden sein.
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Das Bremssystem 100 umfasst ferner ein erstes und ein zweites Isolationsventil 216 und 218. Die Isolationsventile 216 und 218 können beispielsweise elektromagnetisch betätigte Dreiwegeventile sein. Die Isolationsventile 216 und 218 sind allgemein in zwei Stellungen betreibbar, wie in 4-6 schematisch gezeigt wird. Das erste und das zweite Isolationsventil 216 und 218 weisen jeweils einen Kanal in selektiver Strömungsverbindung mit einer Ausgangsleitung 220, die allgemein mit dem Ausgang der Plungeranordnung 208 in Verbindung steht, auf. Das erste und das zweite Isolationsventil 216 und 218 umfassen auch Kanäle, die mit einer ersten bzw. einer zweiten Hauptbremszylinderleitung 222 bzw. 224, die über den Hauptbremszylinder 114 mit der Bremspedaleinheit 204 verbunden sind, in Strömungsverbindung stehen, wie in 4 gezeigt wird. Das erste und das zweite Isolationsventil 216 und 218 umfassen ferner Kanäle, die mit einer ersten bzw. einer zweiten Radbremsleitung 226 bzw. 228 die den Radbremsen 202A, 202B, 202C und 202D Fluid zuführen, in Strömungsverbindung stehen.
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In einigen Verwendungsumgebungen kann bzw. können das erste und/oder das zweite Isolationsventil 216 und 218 mechanisch so konstruiert sein, dass gestattet wird, dass ein Strom in einer Richtung von der Ausgangsleitung 220 zu der ersten und der zweiten Radbremsleitung 226 und 228 bzw. zu der ersten und der zweiten Hauptbremszylinderleitung 222 und 224 strömt, wenn sie sich in ihren stromlosen Stellungen befinden, und den normalerweise geschlossenen Sitz der Ventile 216 und 218 umgehen kann. Somit wird angemerkt, dass, obgleich die Dreiwegeventile 216 und 218 schematisch nicht so dargestellt sind, dass diese Fluidstromstellung angegeben wird, die Ventilkonstruktion solch einen Fluidstrom gestatten kann. Dies kann beispielsweise für die Durchführung von Selbstdiagnosetests des Bremssystems 100 hilfreich sein.
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Das Bremssystem 200 umfasst ferner verschiedene elektromagnetisch betätigte Ventile („Schlupfregelungsventilanordnung“) zum Gestatten von gesteuerten Bremsvorgängen, wie z. B. unter anderem ABS, Traktionsregelung, Fahrzeugstabilitätsregelung, dynamische Bremskraftverteilung, Vermischung mit regenerativem Bremsen und autonomes Bremsen. Ein erster Satz von Ventilen umfasst ein erstes Beaufschlagungsventil 230 und ein erstes Ablassventil 232 in Strömungsverbindung mit der ersten Radbremsleitung 226 zum in Zusammenwirkung erfolgenden Zuführen von Fluid, das von dem ersten Isolationsventil 216 empfangen wird, zu der rechten Hinterradbremse 202A und zum in Zusammenwirkung erfolgenden Ablassen von druckbeaufschlagtem Fluid aus der rechten Hinterradbremse 202A zu einer Reservoirleitung 234, die mit dem Reservoir 210 in Strömungsverbindung steht. Ein zweiter Satz von Ventilen umfasst ein zweites Beaufschlagungsventil 236 und ein zweites Ablassventil 238 in Strömungsverbindung mit der ersten Radbremsleitung 226 zum in Zusammenwirkung erfolgenden Zuführen von Fluid, das von dem ersten Isolationsventil 216 empfangen wird, zu der linken Vorderradbremse 202B und zum in Zusammenwirkung erfolgenden Ablassen von druckbeaufschlagtem Fluid aus der linken Vorderradbremse 202B zu der Reservoirleitung 234. Ein dritter Satz von Ventilen umfasst ein drittes Beaufschlagungsventil 240 und ein drittes Ablassventil 242 in Strömungsverbindung mit der zweiten Radbremsleitung 228 zum in Zusammenwirkung erfolgenden Zuführen von Fluid, das von dem zweiten Isolationsventil 218 empfangen wird, zu der linken Hinterradbremse 202C und zum in Zusammenwirkung erfolgenden Ablassen von druckbeaufschlagtem Fluid aus der linken Hinterradbremse 202C zu der Reservoirleitung 234. Ein vierter Satz von Ventilen umfasst ein viertes Beaufschlagungsventil 244 und ein viertes Ablassventil 246 in Strömungsverbindung mit der zweiten Radbremsleitung 228 zum in Zusammenwirkung erfolgenden Zuführen von Fluid, das von dem zweiten Isolationsventil 218 empfangen wird, zu der rechten Vorderradbremse 202D und zum in Zusammenwirkung erfolgenden Ablassen von druckbeaufschlagtem Fluid aus der rechten Vorderradbremse 202D zu der Reservoirleitung 234. Es wird angemerkt, dass bei einem normalen Bremsereignis Fluid durch die stromlosen geöffneten Beaufschlagungsventile 230, 236, 240, 244 strömt. Darüber hinaus befinden sich die Ablassventile 232, 238, 242, 246 bei normalem Bremsen vorzugsweise in ihren stromlosen geschlossenen Stellungen, um unerwünschtes Strömen von Fluid zu dem Reservoir 210 zu verhindern.
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Die Bremspedaleinheit 204 ist mit einem Bremspedal 248 verbunden und wird von dem Fahrer des Fahrzeugs betätigt, wenn der Fahrer auf das Bremspedal 248 drückt. Ein Bremssensor oder -schalter 250 kann dahingehend mit dem ECU 214 verbunden sein, ein Signal, das das Herunterdrücken des Bremspedals 248 anzeigt, bereitzustellen. Die Bremspedaleinheit 204 kann als eine Ersatzquelle von druckbeaufschlagtem Fluid verwendet werden, um die normalerweise bereitgestellte Quelle von druckbeaufschlagtem Fluid von der Plungeranordnung 208 unter gewissen Ausfallbedingungen des Bremssystems 200 und/oder beim anfänglichen Starten des Bremssystems 200 im Grunde zu ersetzen. Diese Situation wird als ein Ereignis des manuellen Durchdrückens oder eine „manuelle Betätigung“ bezeichnet und ist die in 4 gezeigte Situation. Die Bremspedaleinheit 204 kann der ersten und der zweiten Hauptbremszylinderleitung 222 und 224 (die während einer normalen Bremsenbetätigung normalerweise an dem ersten und dem zweiten Isolationsventil 216 und 218 gesperrt sind) druckbeaufschlagtes Fluid zuführen, das dann nach Wunsch zu den Radbremsen 202A, 202B, 202C und 202D geleitet wird. Diese Situation wird in 4 schematisch dargestellt, indem der Hauptbremszylinder 114 und die Radbremsen 202A, 202B, 202C und 202D als unter Druck stehend gezeigt werden (fett dargestellt), mit Druck- sowie Fluidstrom durch mindestens die erste und die zweite Hauptbremszylinderleitung 222 und 224, die erste und die zweite Radbremsleitung 226 und 228 und von dort zu den Radbremsen 202A, 202B, 202C und 202D. Dieser Strom wird größtenteils unter mechanischem Druck auf das Bremspedal 248 durch den Fuß des Fahrers von dem Hauptbremszylinder 114 durchgedrückt. Unter erneuter Bezugnahme auf das Simulatorventil 100 liegt die in 1 gezeigte Situation bei dem Kreis von 4 vor, wobei sich sowohl der Anker eins 16 als auch das Tellerventil 118 in ihren ersten Stellungen befinden.
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Wie in 4-6 schematisch gezeigt wird, umfasst die Bremspedaleinheit 204 einen Hauptbremszylinder mit einem Gehäuse 252 zum verschiebbaren Aufnehmen verschiedener zylindrischer Kolben und andere Komponenten darin. Es wird angemerkt, dass das Gehäuse in den Figuren nicht speziell schematisch gezeigt wird, sondern stattdessen die Wände der Bohrung dargestellt werden. Das Gehäuse 252 kann als eine einzige Einheit ausgebildet sein oder zwei oder mehr separat gebildete Abschnitte, die miteinander gekoppelt sind, umfassen. Ein Eingangskolben 254 ist mit dem Bremspedal 248 über einen Gestängearm 256 verbunden. Eine Bewegung des Eingangskolbens 254 nach links kann unter gewissen Umständen einen Druckanstieg in dem Hauptbremszylinder 114 bewirken.
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Der Hauptbremszylinder 114 steht mit dem Pedalsimulator 110 über einen Hauptbremszylinderdurchgang 108 in Strömungsverbindung. Der Eingangskolben 254 ist in der Bohrung des Gehäuses 252 des Hauptbremszylinders 114 verschiebbar angeordnet. Wenn sich die Bremspedaleinheit 204 in ihrer Ruhestellung befindet (der Fahrer drückt nicht auf das Bremspedal 248), gestatten die Strukturen des Hauptbremszylinders 114 eine Strömungsverbindung zwischen der Bohrung des Gehäuses 252 und dem Reservoir 210 über eine Reservoirleitung 258.
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Das Bremssystem 200 kann ferner ein optionales elektromagnetisch betätigtes Simulatortestventil 260 umfassen, das zwischen einer geöffneten Stellung und einer bestromten geschlossenen Stellung elektronisch gesteuert werden kann. Das Simulatortestventil 260 ist während einer normalen Bremsenbetätigung oder für einen manuellen Durchdrückmodus nicht zwangsläufig erforderlich. Das Simulatortestventil 260 kann während verschiedener Testmodi dahingehend betätigt in eine geschlossene Stellung werden, den ordnungsgemäßen Betrieb anderer Komponenten des Bremssystems 200 zu bestimmen. Beispielsweise kann das Simulatortestventil 260 dahingehend in eine geschlossene Stellung betätigt werden, Entleeren in das Reservoir 210 über die Reservoirleitung 258 zu verhindern, so dass ein Druckaufbau in der Bremspedaleinheit 204 dazu verwendet werden kann, den Fluidstrom zur Bestimmung, ob möglicherweise Undichtigkeiten durch Dichtungen verschiedener Komponenten des Bremssystems 200 hindurch auftreten, zu überwachen.
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Das Bremssystem 200 umfasst ferner ein erstes Plungerventil 262 und ein zweites Plungerventil 264. Das erste Plungerventil 262 ist vorzugsweise ein elektromagnetisch betätigtes normalerweise geschlossenes Ventil. Somit befindet sich das erste Plungerventil 262 in dem stromlosen Zustand gemäß der Darstellung in 4 in einer geschlossenen Stellung. Das zweite Plungerventil 264 ist vorzugsweise ein elektromagnetisch betätigtes normalerweise geöffnetes Ventil. Somit befindet sich das zweite Plungerventil 264 in dem stromlosen Zustand in einer geöffneten Stellung, wie in den Figuren gezeigt wird. Ein Rückschlagventil kann in dem zweiten Plungerventil 264 angeordnet sein, so dass, wenn sich das zweite Plungerventil 264 in seiner geschlossenen Stellung befindet, Fluid noch durch das zweite Plungerventil 264 in der Richtung von der ersten Plungerausgangsleitung 266 (von der Plungeranordnung 208) zu der Ausgangsleitung 220, die zu dem ersten und dem zweiten Isolationsventil 216 und 218 führt, strömen kann. Während eines Rückwärtshubs des Kolbens der Plungeranordnung 208 kann Druck in der Plungeranordnung 208 zur Ausgabe in die Ausgangsleitung 220 erzeugt werden. Das Bremssystem 200 umfasst ferner ein Rückschlagventil 268, das gestattet, dass Fluid in der Richtung von der Leitung 270 (von dem Reservoir 210) zu der Leitung 266 und in die Plungeranordnung 208 strömt, wie z. B. während eines Druck erzeugenden Rückwärtshubs des Kolbens der Plungeranordnung 208.
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Während des anfänglichen manuellen Durchdrückbetriebs der Bremspedaleinheit 204 verhindert eine ausreichende Bewegung des Eingangskolbens 254 nach links das Strömen von Fluid von dem Hauptbremszylinder 114 in die Reservoirleitung 258 und somit in das Reservoir 210, versetzt das System jedoch in einen Durchströmungszustand, wobei der Fuß des Fahrers Druck an den Hauptbremszylinder 114 anlegt, der dann (als Reaktion auf diesen Druck von dem Bremspedal 248) Fluid durch die erste und die zweite Hauptbremszylinderleitung 222 und 224, das erste und das zweite Isolationsventil 216 und 218, die erste und die zweite Radbremsleitung 226 und 228 und weiter zu den Radbremsen 202A, 202B, 202C und 202D strömen lässt. Durch eine weitere Bewegung des Eingangskolbens 254 nach links wird der Hauptbremszylinder 114 mit Druck beaufschlagt, wodurch bewirkt wird, dass Fluid in den Pedalsimulator 110 durch den Pedalsimulatordurchgang 108 strömt, der gleichzeitig in dem Übergangsteil des Betriebs des Simulatorventils 100 geöffnet wird, was in 2 dargestellt und oben beschrieben wird. Wenn Fluid in den Pedalsimulator 110 umgeleitet wird, stellt der Pedalsimulator 110 eine Rückmeldungskraft den Fahrer des Fahrzeugs über das Bremspedal 248 bereit. Diese Rückmeldungskraft simuliert die Kräfte, die ein Fahrer an dem Bremspedal 248 beispielsweise bei einem herkömmlichen unterdruckunterstützten hydraulischen Bremssystem verspürt.
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Eine Simulationsdruckkammer 272 des Pedalsimulators 110 steht mit dem Pedalsimulatordurchgang 108, der mit dem Hauptbremszylinder 114 der Bremspedaleinheit 204 in Strömungsverbindung steht, in Strömungsverbindung. Wie in 4-6 gezeigt wird, ist das elektromagnetisch betätigte Simulatorventil 100 (das oben unter Bezugnahme auf 1-3 genauer beschrieben wird) dahingehend zwischen dem Pedalsimulatordurchgang 108 und dem Hauptbremszylinderdurchgang 112 positioniert, selektiv den Strom von Fluid zwischen dem Hauptbremszylinder 114 und dem Pedalsimulator 110 aus beliebigen gewünschten Gründen zu steuern. Ein Beispiel für gewünschten Betrieb des Simulatorventils 100 ist während eines Ausfall- und/oder Ausgangs-/Startzustands, bei dem die Bremspedaleinheit 204 dazu verwendet wird, eine Quelle von druckbeaufschlagtem Fluid zu den Radbremsen 202A, 202B, 202C und 202D durch Durchdrücken zuzuführen, wie hier beschrieben wird.
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Also wird zusammengefasst ein Bremssystem 200 zum Betätigen eines Paars Vorderradbremsen 202B, 202D und eines Paars Hinterradbremsen 202A, 202C bereitgestellt. (Die Vorder- und Hinterradbremsen 202A, 202B, 202C und 202D könnten je nach Wunsch in beliebiger Reihenfolge oder Abfolge, beliebiger Kombination bzw. beliebigen Kombinationen oder anderweitig individuell oder in Gruppen, wie für eine bestimmte Verwendungsumgebung gewünscht, betätigt werden. Obgleich hier als ein Beispiel ein Bremssystem mit Diagonalverteilung gezeigt wird, wird in Betracht gezogen, dass die vorliegende Erfindung auch mit einem geteilten Bremssystem oder einer beliebigen anderen Konfiguration, ob derzeit bekannt oder nicht, verwendet werden könnte.) Das System umfasst ein Reservoir 210 zum Fassen von Fluid und einen Hauptbremszylinder 114, der während eines manuellen Durchdrückmodus durch Betätigen eines mit dem Hauptbremszylinder 114 verbundenen Bremspedals 248 zur Erzeugung eines Bremsbetätigungsdrucks betreibbar ist. Der Bremsbetätigungsdruck wird an einen ersten und einen zweiten Ausgang (z. B. die erste und die zweite Hauptbremszylinderleitung 222 und 224) zum Betätigen des Paars Vorderradbremsen 202B, 202D und des Paars Hinterradbremsen 202A, 202C angelegt. Eine Quelle von druckbeaufschlagtem Fluid (hier die Plungeranordnung 208) ist zum Betätigen des Paars Vorderradbremsen 202B, 202D und des Paars Hinterradbremsen 202A, 202C während eines normalen Bremsereignisses ohne Ausfall vorgesehen. Ein elektronisches Steuergerät 214 ist zur Steuerung der Quelle von druckbeaufschlagtem Fluid vorgesehen. Ein Pedalsimulator 110 steht mit dem Hauptbremszylinder in selektiver Strömungsverbindung. Das Bremssystem 200 umfasst ferner das hier gezeigte und beschriebene Simulationsventil 100, das selektiv eine Strömungsverbindung zwischen dem Hauptbremszylinder 114 und dem Pedalsimulator 110 gestattet.
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Im Gebrauch bewegt sich das Bremssystem 200 von einem Startmodus oder Modus „manueller Betätigung“ durch einen „Übergangs“-Modus in einen stabilen „Verstärkungs“-Modus, wie oben jeweils unter Bezugnahme auf 1-3 beschrieben wird. In einen manuellen Betätigungsmodus wird im Allgemeinen nur eingetreten, wenn ein Verstärkungsstart für eine bestimmte Startsequenz nicht zur Verfügung steht. 4-6 stellen schematisch den Zustand und Betrieb des Bremssystems 200 insgesamt in Bezug auf diese drei Modi dar.
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In 4, dem Modus „manueller Betätigung“ befindet sich das Simulatorventil 100 in der stromlosen oder geschlossenen Stellung, die in 1 gezeigt wird. Der Fahrer beginnt gerade damit, Fußdruck an das Bremspedal 248 anzulegen, wodurch der Hauptbremszylinder 114 mit Druck beaufschlagt wird (wie durch die dunkle Schraffierung dieser Komponente angezeigt wird) und bewirkt wird, dass Fluid (wie durch die gepunkteten Linien dieser Komponenten angezeigt wird) durch die erste und die zweite Hauptbremszylinderleitung 222, 224 und die erste und die zweite Radbremsleitung 226, 228 und von dort direkt zu den Radbremsen 202A, 202B, 202C und 202D strömt. Wiederum handelt es sich dabei um eine Durchdrücksituation, in der der Druck des Fußes des Fahrers auf das Bremspedal 248 direkt Bremsfluid zu den Radbremsen 202A, 202B, 202C und 202D drückt.
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Während des Wechsels von der Konfiguration von 1 und 4 zu der „Verstärkungs“-Konfiguration von 2 und der „Übergangs“-Konfiguration von 5 werden zumindest das Simulatorventil 100, die Plungeranordnung 208, das erste Plungerventil 262 und das erste Isolationsventil 216 elektrisch betätigt, wodurch bewirkt wird, dass sich das Bremssystem 200 in den „Übergangs“-Modus bewegt. (Nebenbei bemerkt kann, obwohl das zweite Isolationsventil 218 an diesem Punkt noch nicht bestromt ist, ein vorbestimmtes Ausmaß an Strömung durch dieses zweite Isolationsventil 218 gestattet werden, um die Übergangsphase je nach Wunsch zu dämpfen oder abzumildern.)
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Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 5 werden mindestens der Hauptbremszylinder 114, die erste und die zweite Hauptbremszylinderleitung 222, 224 und die erste und die zweite Radbremsleitung 226, 228, das Rückschlagventil 268 und die Hydraulikleitungen, die direkt zu den Radbremsen 202A, 202B, 202C und 202D führen, unter einem gewissen Maß an Druck gehalten, und das Simulatorventil 100 hat sich in die in 2 gezeigte Stellung bewegt. Dementsprechend ist der Anker 116 magnetisch von dem Kern 138 in der Ausrichtung von 2 nach oben in die zweite Ankerstellung gezogen worden, wodurch die Ventilkugel 126 von dem Tellerventil 118 (das in der ersten Tellerventilstellung bleibt) weggezogen wird und der gedämpfte Fluidströmungspfad D geöffnet wird. Dadurch wird gestattet, dass Fluid von dem Hauptbremszylinder 114, durch den gedämpften Fluidströmungspfad D und in den Pedalsimulator 110 strömt.
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Der „Übergangs“-Modus geht recht schnell vorbei (in einem Bruchteil einer Sekunde bis zu ein oder zwei Sekunden, in Abhängigkeit von einer Reihe von anderen Faktoren), und sobald der Pedalsimulator 110 eine ausreichende Druckbeaufschlagung erreicht hat (durch den Abwärtspfeil in der Simulationsdruckkammer 272 5 dargestellt), tritt das System in den Modus „verstärkter Betätigung“ ein, wie schematisch für das gesamte Bremssystem 200 in 6 gezeigt wird.
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Unter Bezugnahme auf 6 ist das zweite Isolationsventil 218 betätigt worden (zusätzlich zu den zuvor betätigten Komponenten). Der in 6 gezeigte Modus „verstärkter Betätigung“ umfasst, dass der Hauptbremszylinder 114, die Plungeranordnung 208, das Rückschlagventil 268, der Pedalsimulator 110, die erste und die zweite Hauptbremszylinderleitung 222, 224 und die Radbremsen 202A, 202B, 202C und 202D (zusammen mit Abschnitten der Radbremsenhydraulik, die zu den Ablassventilen 232, 238, 242, 246 führen) entweder Fluiddruck „halten“ oder dabei helfen, zu verhindern, dass Fluid zurück zu dem Reservoir 210 strömt, während gestattet wird, dass Verstärkungsdruck fluktuiert. Es wird gestattet, dass Fluid unter Druck durch die Ausgangsleitung 220, die erste und die zweite Radbremsleitung 226, 228 und durch die Betätigungsventile 230, 236, 240, 244 zu den Radbremsen 202A, 202B, 202C und 202D strömt. Die Plungeranordnung 208 baut weiterhin höheren Verstärkungsdruck basierend auf der Anforderung des Fahrers auf, und das ECU 214 dort das System dahingehend, Bremsanforderungen von dem Fahrer während des weiteren Betriebs des Bremssystems 200 auszuführen, bis es einen Systemausfall gibt oder das Fahrzeug deaktiviert wird.
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Es wird in Betracht gezogen, dass Pedalabfall (das Bremspedal-„Gefühl“ für den Fahrer) während des Übergangs zwischen manueller Betätigung und verstärktem Bremsen unter Verwendung des hier gezeigten und beschriebenen Simulatorventils 100 aktiv gesteuert und basierend auf Kundenpräferenzen eingestellt werden kann. Ein Bremssystem, das das Simulatorventil 100 gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung umfasst, könnte es einem Benutzer auch gestatten, den Pedalabfall auszuschalten, wenn das Übergangspedalgefühl bevorzugt wird.
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Wie hier verwendet, können die Singularformen „ein“, „eine/r“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen umfassen, sofern der Kontext nicht ausdrücklich etwas anderes angibt. Ferner versteht sich, dass die Ausdrücke „umfasst“ und/oder „umfassen(d)“, so wie sie hier verwendet werden, das Vorhandensein von angeführten Merkmalen, Schritten, Arbeitsgängen, Elementen und/oder Komponenten angeben können, jedoch nicht das Vorhandensein oder Hinzufügen von einem oder mehreren anderen Merkmalen, Schritten, Arbeitsgängen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen.
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So wie er hier verwendet wird, kann der Begriff „und/oder“ eine und alle Kombinationen eines oder mehrerer der zugeordneten aufgelisteten Elemente umfassen.
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Es versteht sich, dass, wenn ein Element als „an“, „angebracht an“, „verbunden mit“, „gekoppelt mit“, „in Berührung mit“, „neben“ usw. einem anderen Element beschrieben wird, es sich direkt an dem anderen Element, angebracht daran, verbunden damit, gekoppelt damit, in Berührung damit oder daneben befinden kann, oder es können auch dazwischenliegende Elemente vorhanden sein. Wenn hingegen ein Element als beispielsweise „direkt an“, „direkt angebracht an“, „direkt verbunden mit“, „direkt gekoppelt mit“, „direkt in Berührung mit“ oder „direkt neben“ einem anderen Element beschrieben wird, sind keine dazwischenliegenden Elemente vorhanden. Für den Durchschnittsfachmann liegt weiterhin auf der Hand, dass Bezugnahmen auf eine Struktur oder ein Merkmal, die bzw. das „direkt neben“ einem anderen Merkmal angeordnet ist, Abschnitte aufweisen können, die das daneben befindliche Merkmal überlagern oder darunter liegen, wohingegen eine Struktur oder ein Merkmal, die bzw. das „neben“ einem anderen Merkmal angeordnet ist, keine Abschnitte, die das daneben befindliche Merkmal überlagern oder darunter liegen, aufweisen kann.
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Sich auf Raum beziehende Begriffe wie „unter“, „unterhalb“, „unterer“, „über“, „oberer“, „proximal“, „distal“ und dergleichen können hier zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder eines Merkmals zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Merkmalen, wie in den Figuren dargestellt, leichter zu beschreiben. Es versteht sich, dass sich auf Raum beziehende Begriffe verschiedene Ausrichtungen einer Vorrichtung im Gebrauch oder Betrieb zusätzlich zu der in den Figuren gezeigten Ausrichtung mit umfassen können. Wenn eine Vorrichtung in den Figuren zum Beispiel umgedreht wird, würden Elemente, die als „unter“ oder „unterhalb“ von anderen Elementen oder Merkmalen beschrieben wurden, dann „über“ den anderen Elementen oder Merkmalen ausgerichtet sein.
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So wie er hier verwendet wird, kann der Ausdruck „X und/oder Y“ so interpretiert werden, dass er X, Y oder eine Kombination aus X und Y umfasst. Wenn beispielsweise beschrieben wird, dass ein Element X und/oder Y aufweist, kann das Element zu einem bestimmten Zeitpunkt X, Y oder eine Kombination aus X und Y aufweisen, wobei die Auswahl zeitweise variieren könnte. Im Gegensatz dazu kann der Ausdruck „mindestens ein X“ so interpretiert werden, dass er ein oder mehrere X umfasst.
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Es versteht sich, dass, obgleich hier die Begriffe „erster“, „zweiter“, usw. zur Beschreibung verschiedener Elemente verwendet werden können, diese Elemente nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden sollen. Diese Begriffe werden lediglich dazu verwendet, ein Element von einem anderen zu unterscheiden. Somit könnte ein „erstes“ Element, das nachstehend erörtert wird, auch als ein „zweites“ Element bezeichnet werden, ohne von den Lehren der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die Reihenfolge von Arbeitsgängen (oder Schritten) ist nicht auf die in den Ansprüchen oder den Figuren aufgezeigte Reihenfolge beschränkt, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben wird.
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Obgleich Aspekte der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die obigen beispielhaften Aspekte genau gezeigt und beschrieben wurden, ist für den Durchschnittsfachmann klar, dass verschiedene zusätzliche Aspekte in Betracht gezogen werden können. Beispielsweise sind die spezifischen oben beschriebenen Verfahren zur Nutzung der Einrichtung lediglich beispielhaft; ein Durchschnittsfachmann könnte ohne Weiteres jegliche Anzahl an Werkzeugen, Reihenfolgen von Schritten oder andere Mittel/Optionen zur Platzierung der oben beschriebenen Einrichtung oder von ihren Komponenten in Positionen, die jenen, die hier gezeigt und beschrieben werden, im Wesentlichen ähnlich sind, bestimmen. Zur Beibehaltung der Übersichtlichkeit in den Figuren sind gewisse sich wiederholende Komponenten, die gezeigt werden, nicht speziell nummeriert worden, jedoch erkennt ein Durchschnittsfachmann basierend auf den Komponenten, die nummeriert wurden, die Elementnummern, die den nicht nummerierten Komponenten zugeordnet werden sollten; durch das bloße Vorhandensein oder Fehlen einer Elementnummer in den Figuren wird keine Unterscheidung zwischen ähnlichen Komponenten beabsichtigt oder impliziert. Jegliche der beschriebenen Strukturen und Komponenten könnten integral als ein einziges unitäres oder monolithisches Stück gebildet sein oder sich aus separaten Unterkomponenten zusammensetzen, wobei beide dieser Ausbildungen irgendein geeignetes Ausgangsmaterial oder maßgefertigte Komponenten und/oder irgendein geeignetes Material oder Materialkombinationen beinhalten. Jegliche der beschriebenen Strukturen und Komponenten könnten je nach Wunsch für eine bestimmte Einsatzumgebung Einwegelemente oder wiederverwendbar sein. Jegliche Komponente könnte mit einer für den Benutzer wahrnehmbaren Markierung zur Angabe eines/einer diese Komponente betreffenden Materials, Konfiguration, mindestens einer Abmessung oder dergleichen versehen sein, wobei die für den Benutzer wahrnehmbare Markierung möglicherweise dem Benutzer bei der Auswahl einer Komponente aus einer Gruppe ähnlicher Komponenten für eine bestimmte Einsatzumgebung hilft. Ein „vorbestimmter“ Status kann zu einem beliebigen Zeitpunkt, bevor die manipulierten Strukturen jenen Status tatsächlich erreichen, bestimmt werden, wobei die „Vorbestimmung“ bis zu einem so späten Zeitpunkt, wie unmittelbar bevor die Struktur den vorbestimmten Status erreicht, erfolgen kann. Der Begriff „im Wesentlichen“ wird hier verwendet, um eine Eigenschaft anzugeben, die größtenteils, jedoch nicht zwangsweise komplett, jene, die spezifiziert wird, ist - eine „im Wesentlichen“ aufgewiesene Eigenschaft lässt die Möglichkeit eines gewissen relativ geringfügigen Einschlusses eines nicht der Eigenschaft entsprechenden Elements zu. Obgleich gewisse hier beschriebene Komponenten in der Darstellung spezifische geometrische Formen aufweisen, können alle Strukturen der vorliegenden Offenbarung je nach Wunsch für eine bestimmte Anwendung beliebige geeignete Formen, Größen, Konfigurationen, Relativbeziehungen, Querschnittsflächen oder jegliche andere physische Eigenschaften aufweisen. Jegliche Strukturen oder Merkmale, die unter Bezugnahme auf einen Aspekt oder eine Konfiguration beschrieben werden, könnten einzeln oder in Kombination mit anderen Strukturen oder Merkmalen bei irgendeinem anderen Aspekt oder irgendeiner anderen Konfiguration vorgesehen sein, da es unpraktisch wäre, alle Aspekte und Konfigurationen, die hier erörtert werden, so zu beschreiben, dass sie alle der in Bezug auf alle anderen Aspekte und Konfigurationen erörterten Optionen haben. Eine Vorrichtung oder ein Verfahren, die bzw. das eines dieser Merkmale enthält, ist als in den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung, der basierend auf den nachstehenden Ansprüchen und jeglichen Äquivalenten davon bestimmt wird, fallend zu verstehen.
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Weitere Aspekte, Aufgaben und Vorteile können durch Betrachtung der Zeichnungen, der Offenbarung und der anhängigen Ansprüche ermittelt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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