DE112005001177T5

DE112005001177T5 - Hauptzylinder mit Füllfunktion

Info

Publication number: DE112005001177T5
Application number: DE112005001177T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Toyota Isono
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-06-16
Filing date: 2005-06-15
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2025-06-16
Also published as: DE112005001177B4; JP2006001379A; US20070289827A1; JP4622328B2; WO2005123475A1; US7644997B2

Abstract

Hauptzylinder mit Füllfunktion, dadurch gekennzeichnet, dass er umfasst:
– einen Hauptzylinder, der wenigstens ein Gehäuse und zwei Kolben umfasst, die gleitbar in dem Gehäuse angeordnet sind, um dazu geeignet zu sein, sich gemeinsam wenigstens in einer Vorwärtsrichtung zu bewegen, wobei eine Druckkammer und eine Füllkammer zwischen dem Gehäuse und den zwei Kolben gebildet sind;
– ein Entlastungsventil; und
– ein gekoppeltes Schaltventil, das mechanisch mit einer Vorwärtsbewegung der zwei Kolben relativ zu dem Gehäuse gekoppelt ist, und so arbeitet, dass das gekoppelte Schaltventil in einem ersten Zustand ist, in dem die Füllkammer über das Entlastungsventil in Verbindung mit dem Außenraum ist, bis die zwei Kolben um eine vorbestimmte Distanz von einer hintersten Position vorgerückt sind, und in einen zweiten Zustand versetzt wird, in dem die Füllkammer nicht über das Entlastungsventil, sondern direkt mit dem Außenraum verbunden ist, wenn die zwei Kolben um den vorbestimmten Betrag nach vorn...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hauptzylinder, der in einem Hydraulikbremssytem für ein Kraftfahrzeug eingebaut ist und einen Hydraulikdruck erzeugt, der einer Betätigung eines Bremsbetätigungselements entspricht. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Verbesserung eines Hauptzylinders mit Füllfunktion.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein Hydraulikbremssystem für ein Kraftfahrzeug umfasst typischerweise einen Hauptzylinder, der über eine Leistungsverstärkungsvorrichtung wie etwa einem Unterdruckbremskraftverstärker oder einem Hydraulikbremskraftverstärker oder alternativ direkt, ohne eine solche dazwischen geschaltete Leistungsbremskraftverstärkungsvorrichtung mit einem Bremsbetätigungselement wie etwa einem Bremspedal verbunden ist, um so einen Hauptzylinderdruck zu erzeugen, der einer auf das Bremsbetätigungselement wirkenden Betätigungskraft entspricht. Es gibt zwei Fälle, wobei in einem von ihnen der Hauptzylinderdruck normalerweise auf einen Bremszylinder ausgeübt wird, um eine Bremse zu betätigen, und in dem weiteren von ihnen ein Hydraulikdruck einer kraftbetriebenen Hydraulikdruckquelle, die getrennt von dem Hauptzylinder vorgesehen ist, normalerweise dem Bremszylinder zugeführt wird, wobei er von einer Hydraulikdruckregelungsventilvorrichtung geregelt wird, und im Falle eines Versagens der kraftbetriebenen Hydraulikdruckquelle oder der Hydraulikdruckregelungsventilvorrichtung wird der Hauptzylinderdruck an den Bremszylinder angelegt bzw. dieser mit dem Hauptzylinderdruck beaufschlagt.
In beiden Fällen ist, wenn der Bremszylinder durch Zuführung eines Arbeitsfluids bzw. eines Bremsfluids von dem Hauptzylinder betätigt wird, die Zuführung einer beträchtlichen Menge des Bremsfluids erforderlich, bevor ein Bremseffekt tatsächlich eintritt, da das Bremsfluid zur Überwindung eines Bremsspiels zwischen einem Reibungselement und einer Bremsscheibe oder zwischen dem Reibungselement und einem Druckelement, das das Reibungselement gegen die Bremsscheibe drückt, und zur elastischen Verformung eines relativ weichen Elements wie etwa eines Dichtungselements verbraucht wird. Eine solche Zuführung des Bremsfluids wird „Füllung" genannt, und es ist üblich, den Hauptzylinder mit einer Füllfunktion auszustatten.
Insbesondere ist, wie es zum Beispiel in der nachstehend aufgeführten Patentschrift offenbart ist, zusätzlich zu einer Druckkammer, in der das Bremsfluid unter Druck gesetzt bzw. mit Druck beaufschlaft wird, eine Füllkammer in dem Hauptzylinder vorgesehen. Die Füllkammer ist üblicherweise über eine Verbindungsdurchführung, in der ein Sperrventil angeordnet ist, mit der Druckkammer und ferner über eine Parallelschaltung aus einem Entlastungsventil und einem Begrenzungsabschnitt mit einer Niederdruckquelle wie etwa einem Reservoir verbunden. Wenn ein Fluiddruck der Füllkammer nicht größer als ein Entlastungsdruck des Entlastungsventils ist, wird das Bremsfluid der Füllkammer über die Verbindungsdurchführung und das Sperrventil der Druckkammer zugeführt, um so die Füll-Funktion zu implementieren. Mit zunehmendem Fluiddruck der Druckkammer (d.h. einem Hauptzylinderdruck) nimmt auch der Fluiddruck der Füllkammer soweit zu, dass er schließlich den Entlastungsdruck überschreitet, so dass das Entlastungsventil öffnet und das Bremsfluid von der Füllkammer zu der Niederdruckquelle fließen kann, wo der Füllvorgang beendet ist. Um eine Bremsbetätigungskraft durch Erhöhen des Hauptzylinderdrucks wirksam zu verwenden, ist es wünschenswert, dass der Fluiddruck der Füllkammer auf den Atmosphärendruck gesenkt wird. Daher befindet sich die Füllkammer wünschenswerterweise in Verbindung mit der Niederdruckquelle durch Umgehung des Entlastungsventils. Jedoch ist, da es während des Füllvorgangs erforderlich ist, den Fluiddruck der Füllkammer über den Entlastungsdruck hinaus zu erhöhen, ein Begrenzungsabschnitt parallel zu dem Entlastungsventil angeordnet.
Patentschrift 1: JP-A-2002-211383
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Es ist jedoch deutlich gemacht, dass die Anordnung, in der die Füllkammer über die Parallelschaltung aus dem Entlastungsventil und dem Begrenzungsabschnitt mit der Niederdruckquelle verbunden ist, weiter verbessert werden kann. Zum Beispiel tritt eine Verzögerung der Bremswirkung ein, wenn ein Bremspedal niedergedrückt wird und dann eine konstante Niederdrückkraft aufrecht erhalten wird. Die konstante Niederdrückkraft ist gleich der Summe aus einer Kraft, die auf der Grundlage des Fluiddrucks der Druckkammer auf einen Kolben wirkt (die nachstehend als „Druckreaktionskraft" bezeichnet ist), und einer Kraft, die auf der Grundlage des Fluidddrucks der Füllkammer auf den Kolben wirkt (die nachstehend als „Füllreaktionskraft" bezeichnet ist), wobei eine elastische Kraft einer Rückstellfeder und eine Reibungskraft, die auf verschiedene Abschnitte wirkt, nicht berücksichtigt sind. Das heißt, nur ein Teil der Nieder drückkraft, die auf das Bremspedal wirkt, der ein Rest ist, der durch Subtraktion der Füllreaktionskraft von der Gesamtniederdrückkraft gewonnen wird, wird verwendet, um ein Rad zu bremsen. Die Füllreaktionskraft nimmt mit dem Ausströmen des Bremsfluids aus der Füllkammer über den Begrenzungsabschnitt zu der Niederdruckquelle ab. Daher nimmt der Fluiddruck der Druckkammer, wenn die Niederdrückkraft konstant gehalten wird, mit sinkendem Fluiddruck der Füllkammer sanft zu, so dass sich der Bremsvorgang entsprechend verzögert. Dieses Problem des Bremsverzugs ist besonders bedeutsam, wenn die Niederdrückkraft konstant auf einem relativ niedrigen Pegel gehalten wird.
Wenn das Bremspedal sanft niedergedrückt wird, nimmt die Menge des Bremsfluids, das aus der Füllkammer über den Begrenzungsabschnitt in die Niederdruckkammer strömt, zu, so dass ein Niederdrückhub entsprechend wirkungslos ist. Dieses Problem führt zu einer unerwünschten Abnahme einer Gesamtmenge des dem Bremszylinder zugeführten Bremsfluids, bis das Bremspedal eine Niederdrückgrenze erreicht oder der Druckkolben die am weitesten vorgerückte Position einnimmt.
In den oben beschriebenen Situationen ist die vorliegende Erfindung entwickelt worden, um den Hauptzylinder mit der Füllfunktion zu verbessern, das heißt die oben beschriebenen Probleme zu lösen oder zu mildern.
Hierzu stellt die Erfindung einen Hauptzylinder mit einer Füllfunktion bereit, der umfasst: (a) einen Hauptzylinder, der wenigstens ein Gehäuse und zwei gleichtbar in dem Gehäuse angeordnete Kolben, die dazu geeignet sind, sich gemeinsam wenigstens in einer Vorwärtsrichtung zu bewegen, wobei eine Druckkammer und eine Füllkammer zwischen dem Gehäuse und den zwei Kolben ausgebildet ist, (b) ein Entlastungsventil und (c) ein gekoppeltes Schaltventil, das mechanisch mit einer Vorwärtsbewegung der zwei Kolben relativ zu dem Gehäuse gekoppelt ist und so arbeitet, dass das gekoppelte Schaltventil sich in einem ersten Zustand befindet, in dem sich die Füllkammer über das Entlastungsventil in Verbindung mit dem Außenraum ist, bis die zwei Kolben um eine vorbestimmte Distanz von der hintersten Position vorgerückt sind, und in einen zweiten Zustand versetzt werden, in dem die Füllkammer direkt und nicht über das Entlastungsventil mit dem Außenraum verbunden ist, wenn die zwei Kolben um die vorbestimmte Distanz oder mehr nach vorn gerückt sind.
In dem so aufgebauten Hauptzylinder mit der Füllfunktion befindet sich das gekoppelte Schaltventil solange in einem ersten Zustand und die Füll kammer ist solange nicht direkt mit einer Niederdruckquelle verbunden, bis die Kolben um die vorbestimmte Distanz von der hintersten Position vorgerückt sind. Somit wird bis zu dem Zeitpunkt, bis zu dem der Fluiddruck der Füllkammer den Entlastungsdruck erreicht hat, so dass das Bremsfluid in der Füllkammer zu der Niederdruckquelle fließen kann, das Bremsfluid in der Füllkammer notwendigerweise dem Bremszylinder zugeführt. Somit sind die oben beschriebenen Probleme, das heißt der durch das Fließen des Bremsfluids von der Füllkammer über den Begrenzungsabschnitt zu der Niederdruckquelle und die Verringerung der Gesamtmenge des dem Bremszylinder bis zum Anschlag der Kolben zugeführten Bremsfluids unwirksame Niederdrückhub, gelöst. Wenn die Kolben um die vorbestimmte Distanz oder mehr vorgerückt sind, ermöglicht das gekoppelte Schaltventil eine Verbindung der Füllkammer mit der Niederdruckquelle, so dass der Fluiddruck der Füllkammer schnell abnimmt, wodurch im Wesentlichen eine gesamte Niederdrückkraft zur Betätigung des Bremszylinders verwendet wird. Somit ist das Problem der Bremsverzögerung wie es oben beschrieben ist vermindert.
Nachfolgend sind beispielhaft Modi von Erfindungen beschrieben, die von dem vorliegenden Anmelder als beanspruchbar erachtet werden. Die Erfindungen können im Folgenden als „beanspruchbare Erfindungen" bezeichnet werden und umfassen wenigstens die Erfindung wie sie in den beigefügten Ansprüchen ersichtlich ist. Jedoch können die Erfindungen auch eine Erfindung eines Konzepts enthalten, das dem Konzept der Erfindung wie es in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, unter- oder übergeordnet ist, und/oder eine Erfindung eines Konzepts, das von dem Konzept der in den beigefügten Ansprüchen definierten Erfindung verschieden ist. Die Modi sind wie die beigefügten Ansprüche definiert und hängen von einem weiteren Modus oder weiteren Modi ab, wenn dies zum besseren Verständnis der Erfindung erforderlich ist. Kombinationen von Merkmalen der beanspruchbaren Erfindungen sollen nicht auf jene der nachfolgenden Modi begrenzt sein. Das heißt, die beanspruchbaren Erfindungen sind unter Berücksichtigung der auf jeden Modus folgenden Beschreibung, die Beschreibung der Ausführungsformen und der weiteren Teile der Anmeldung auszulegen, und solange die beanspruchten Erfindungen auf diese Weise gebildet sind, kann jeder der nachfolgenden Modi mit einem hinzugefügten oder mit mehreren hinzugefügten Merkmalen implementiert sein, oder ein Merkmal oder eine Mehrzahl von Merkmalen, die in einem der nachfolgenden Modi enthalten sind, werden nicht notwendigerweise alle gemeinsam bereitgestellt.
Die folgenden Modi (1)–(8) entsprechen den Ansprüchen 1 bis 8.

(1) Ein Hauptzylinder mit Füllfunktion, dadurch gekennzeichnet, dass er umfasst: einen Hauptzylinder, der wenigstens ein Gehäuse und zwei in dem Gehäuse gleichbar angeordnete Kolben umfasst, die dazu geeignet sind, sich gemeinsam wenigstens in einer Vorwärtsrichtung zu bewegen, wobei eine Druckkammer und eine Füllkammer zwischen dem Gehäuse und den zwei Kolben gebildet sind; ein Entlastungsventil; und ein gekoppeltes Schaltventil, das mechanisch mit einer Vorwärtsbewegung der zwei Kolben relativ zu dem Gehäuse gekoppelt ist und derart arbeitet, dass sich das gekoppelte Schaltventil in einem ersten Zustand befindet, in dem sich die Füllkammer über das Entlastungsventil in Verbindung mit dem Außenraum befindet, bis die zwei Kolben um eine vorbestimmte Distanz von einer hintersten Position vorgerückt sind, und in einen zweiten Zustand gesetzt wird, in dem die Füllkammer direkt und nicht über das Entlastungsventil mit dem Außenraum verbunden ist, wenn die zwei Kolben um die vorbestimmte Distanz oder mehr vorgerückt sind.
(2) Der Hauptzylinder mit Füllfunktion gemäß dem Modus (1), der ferner ein Sperrventil umfasst, das in einer Verbindungsdurchführung angeordnet ist, die die Druckkammer mit der Füllkammer verbindet und ein Fließen eines Bremsfluids von der Füllkammer zu der Druckkammer erlaubt, ein Fließen des Bremsfluids in umgekehrter Richtung jedoch verhindert. Gemäß dieser Anordnung ist es möglich, dem Bremszylinder über die Verbindungsdurchführung das Bremsfluid bzw. Arbeitsfluid von der Füllkammer mit Hilfe einer einfachen Vorrichtung zuzuführen, die von der Verbindungsdurchführung mit dem Sperrventil gebildet ist.
(3) Der Hauptzylinder mit Füllfunktion gemäß dem Modus (2), wobei die Verbindungsdurchführung in einem der zwei Kolben gebildet ist, die das Bremsfluid in der Druckkammer mit Druck beaufschlagen. Gemäß der Anordnung, in der die Verbindungsdurchführung in dem Kolben gebildet ist, kann die Vorrichtung weiter vereinfacht werden.
(4) Der Hauptzylinder mit der Füllfunktion gemäß einem der Modi (1) bis (3), wobei das gekoppelte Schaltventil durch das Gehäuse und einen der zwei Kolben gebildet ist. Wie es unten in dem Teil der Beschreibung der Ausführungsformen beschrieben ist, ist es möglich, das gekoppelte Schaltventil außerhalb des Hauptzylinders anzuordnen. Jedoch kann der Kolben durch Bilden des gekoppelten Schaltventils durch das Gehäuse und den Kolben als ein Ventilelement dienen. Ferner ist das gekoppelte Schaltventil notwendigerweise mit einer Bewegung des Kolbens relativ zu dem Gehäuse mechanisch gekoppelt, wodurch auf eine Kopplungsvorrichtung verzichtet ist. Somit können die Kosten des Hauptzylinders reduziert werden.
(5) Der Hauptzylinder mit Füllfunktion nach einem der Modi (1) bis (4), wobei das Entlastungsventil in einem der zwei Kolben angeordnet ist. Im Vergleich zu einer Anordnung, in der das Entlastungsventil außerhalb des Hauptzylinders angeordnet ist, macht die Anordnung des Modus (5) das Hydraulikbremssystem kompakter. Wenn der Kolben als ein Gehäuse des Entlastungsventils verwendet wird, wird eine weitere Vereinfachung der Struktur realisiert.
(6) Der Hauptzylinder mit Füllfunktion nach einem der Modi (1) bis (4), wobei das Entlastungsventil in dem Gehäuse angeordnet ist. Gemäß dieser Anordnung kann ein Effekt ähnlich dem des Modus (5) erreicht werden.
(7) Der Hauptzylinder mit der Füllfunktion nach einem der Modi (1) bis (4), wobei das Entlastungsventil außerhalb und getrennt von dem Gehäuse angeordnet ist.
(8) Der Hauptzylinder mit Füllfunktion nach einem der Modi (1) bis (7), wobei die Kolben einen Kleindurchmesserkolben und einen Großdurchmesserkolben umfassen, die sich zusammen in der Vorwärts- und der Rückwärtsrichtung bewegen, das Gehäuse den Kleindurchmesserkolben und den Großdurchmesserkolben aufnimmt, so dass die Druckkammer auf einer Vorderseite des Klein durchmesserkolbens gebildet ist, und die Füllkammer auf einer Vorderseite des Großdurchmesserkolbnes gebildet ist.

Der Großdurchmesserkolben und der Kleindurchmesserkolben können einteilig in einem Stufenkolben ausgebildet sein, der in den Kolben enthalten ist, und das Gehäuse weist einen gestuften Kern auf. Alternativ können der Kleindurchmesserkolben und der Großdurchmesserkolben getrennt ausgebildet und jeweils in eine vodere Zylinderbohrung und enie hintere Zylinderbohrung eingepasst sein, die voneinander durch eine Teilungswand getrennt sind, und eine Übertragungsstange ist so vorgesehen, dass sie sich fluiddicht und gleitbar durch die Teilungswand erstreckt, um so eine Kraft von dem Kolben auf der Rückseite zu dem Kolben auf der Vorderseite zu übertragen. In dem letzteren Fall können die Durchmesser des vorderen und des hinteren Kolben gleich sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Schaltungsdiagramm eines Hydraulikbremssystems im Teilquerschnitt, das einen Hauptzylinder mit Füllfunktion gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung umfasst.
2 ist ein Blockdiagramm einer Brems-ECU des Hydraulikbremssystems und seiner Peripherie.
3 ist ein Schaubild, das eine Änderung eines Betriebszustandes eines Hydraulikbremssystems entsprechend einer herkömmlichen Technik darstellt.
4 ist ein Schaubild, die eine Änderung eines Betriebszustandes des Hydraulikbremssystems gemäß der Erfindung darstellt.
5 ist ein Schaltungsdiagramm eines Hydraulikbremssystems im Teilquerschnitt, das einen Hauptzylinder mit Füllfunktion gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellt.
6 ist ein Schaltungsdiagramm eines Hydraulikbremssystems im Teilquerschnitt, das einen Hauptzylinder mit Füllfunktion gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung darstellt.
7 ist eine vergrößerte Ansicht einer Verbindungsvorrichtung, die ein Teil des in 6 gezeigten Hydraulikbremssystems ist und ein Bremspedal mit einem gekoppelten Schaltungsventil verbindet.
BESTER MODUS ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Nachfolgend sind Ausführungsformen der beanspruchbaren Erfindungen durch Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die beanspruchbaren Erfindungen sind nicht auf die Einzelheiten der nachfolgenden Ausführungsformen begrenzt, sondern können auf andere Weise, mit verschiedenen Modifikationen, auf der Grundlage der Kenntnis des Fachmanns, verkörpert sein, einschließlich der oben in dem Teil „OFFENBARUNG DER ERFINDUNG" beschriebenen Modi.
Ein Hydraulikbremssystem, das einen Hauptzylinder mit Füllfunktion gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung umfasst, ist in 1 gezeigt. Dieses Hydraulikbremssystem umfasst ein Bremspedal 10 als ein Bremsbetätigungselement, den Hauptzylinder 12, eine kraftbetriebene Hydraulikdruckquelle 14, eine Hydraulikdruckregelungsventilvorrichtung 16, Bremszylinder 20, 22, 24, 26 und weitere Elemente. Das Hydraulikbremssystem arbeitet normalerweise so, dass ein bei der kraftbetriebenen Hydraulikdruckquelle 14 erzeugter Hydraulikdruck durch die Hydraulikdruckregelungsventilvorrichtung 16 geregelt und zu den Bremszylindern 20–26 übertragen wird, so dass Bremsen eines linken Vorderrades 30, eines rechten Vorderrades 32, eines linken Hinterrades 34 und eines rechten Hinterrades 36 durch Hydraulikdrücke der Bremszylinder 20–26 betätigt werden.
Der Hauptzylinder 12 umfasst ein Gehäuse 40 mit einer gestuften Bohrung und drei Kolben 42, 44, 46. Der Kolben 42 und der Kolben 46 haben den gleichen Durchmesser, und der Kolben 44 hat einen Durchmesser, der kleiner als der der Kolben 42, 46 ist. Der Kolben 44 mit dem kleineren Durchmesser (nachfolgend als „Kleindurchmesserkolben" bezeichnet) und der Kolben 42 mit dem Durchmesser, der größer als der des Kleindurchmesserkolbens ist (nachfolgend als „Großdurchmesserkolben" bezeichnet) sind einteilig ausgebildet, um einen gestuften Kolben 48 zu bilden. Die drei Kolben 42, 44, 46 sind fluiddicht und gleitbar in der Zylinderbohrung des Gehäuses 40 eingepasst und bilden eine Druckkammer 50 auf der Vorderseite des Kleindurchmesserkolbens 44, eine Druckkammer 52 auf der Vorderseite des Kolbens 46 und eine Füllkammer 54 auf der Vorderseite des Großdurchmesserkolbens 42 (zwischen einer gestuften Oberfläche des gestuften Kolbens 48 und einer gestuften Oberfläche des Gehäuses 40).
Der Kolben 42 ist mit dem Bremspedal 10 gekoppelt, und eine Kippbewegung des Bremspedals wird in eine Linearbewegung umgewandelt und zu dem Kolben 42 übertragen. Zwischen dem gestuften Kolben 48 und dem Kolben 46 und zwischen dem Kolben 46 und einem Boden des Gehäuses 46 ist eine Rückstellfeder 56, 58 angeordnet. Eine elastische Kraft der Rückstellfeder 58 ist größer eingestellt als die der Rückstellfeder 56, jedoch ist ein Unterschied zwischen den elastischen Kräften gering, so dass der Hydraulikdruck im Wesentlichen auf dem gleichen Pegel in der Druckkammer 50 und der Druckkammer 52 erzeugt wird (dieser Druck wird im Folgenden als „Hauptzylinderdruck" bezeichnet.
An dem Gehäuse 40 und an jedem Ort, der den Druckkammern 50, 52 entspricht, ist ein Paar von Becherdichtungen 60, 62 angeordnet. Zwischen jedem Paar von Becherdichtungen 60, 62 ist ein Anschluss 64, 66 angeordnet, der über eine Fluiddurchführung 68, 70 mit einem Speicher 72 verbunden ist, der ein Speicherfluid bzw. ein Bremsfluid bei Atmosphärendruck speichert. In den Kolben 42, 46 sind Verbindungsdurchführungen 74 bzw. 76 ausgebildet. In einem Zustand, in dem die Verbindungsdurchführungen 74, 76 den Anschlüssen 64, 66 gegenüberliegen, sind die Druckkammern 50, 52 mit dem Speicher 72 verbunden, um ein Strömen des Bremsfluids von den Druckkammern 50, 52 zu dem Speicher 72 zu ermöglichen. Wenn die Kolben 42, 46 an hintersten Positionen sind, kann das Bremsfluid von den Druckkammern 50, 52 zu dem Speicher 72 fließen, d.h. die Verbindungsdurchführungen 74, 76 und die Anschlüsse 64, 66 liegen jeweils einander gegenüber. Die hintersten Positionen der Kolben 42, 46 sind durch Stopper 78, 79 definiert.
Die Zylinderbohrung des Gehäuses 40 hat einen Anschluss 80 an einer Stelle, wo der Großdurchmesserkolben 42 eingepasst ist. Der Anschluss 80 ist über eine Fluiddurchführung 82 mit dem Speicher 72 verbunden. Wenn der gestufte Kolben 48 an der hintersten Position ist, liegt der Anschluss 80 einem Anschlussverbindungsabschnitt 86 der Verbindungsdurchführung 84 in dem Großdurchmesserkolben 42 gegenüber, um die Füllkammer 54 mit dem Speicher 72 zu verbinden. In der Verbindungsdurchführung 84 ist ein Entlastungsventil 88 so angeordnet, dass nur dann, wenn ein Hydraulikdruck der Füllkammer 54 gleich groß wie oder größer als ein Entlastungsdruck ist, das Bremsfluid in einer Richtung von der Füllkammer 54 zu dem Speicher 72 fließen kann. Zur Vereinfachung der Darstellung zeigt 1 das Entlastungsventil 88, als wäre das Entlastungsventil 88 in einem Raum angeordnet, der in dem Groß durchmesserkolben 42 ausgebildet ist, doch tatsächlich bildet der Großdurchmesserkolben 42 ein Gehäuse des Entlastungsventils 88.
In dem Großdurchmesserkolben 42 ist eine weitere Verbindungsdurchführung 90 zur Verbindung der Füllkammer 54 mit dem Außenraum angeordnet. Auf einer Seite des Anschlussverbindungsabschnitts 86 in der Nähe des Bremspedals 10 ist ein Anschlussverbindungsabschnitt 92 für die Verbindungsdurchführung 90 angeordnet. Um die Verbindungsdurchführung 84 von der Verbindungsdurchführung 90 zu trennen, ist ein O-Ring 94 auf einer äußeren Umfangsoberfläche des Großdurchmesserkolbens 42 und zwischen dem Anschlussverbindungsabschnitt 86 und dem Anschlussverbindungsabschnitt 92 angeordnet. Eine „Becherdichtung" (englisch: „cup seal") 96 ist an einem Ende des Großdurchmesserkolbens 42 auf der Seite der Füllkammer 54 angeordnet, um so zu verhindern, dass das Bremsfluid aus der Füllkammer 54 über einen Spielraum zwischen dem Gehäuse 40 und dem Großdurchmesserkolben 42 zu dem Speicher 72 fließt. Wenn sich in der vorliegenden Ausführungsform der O-Ring 94 an dem Anschluss 80 vorbeibewegt, wenn der Großdurchmesserkolben 42 vorrückt (nach links in 1), wird die Verbindungsdurchführung, die mit dem Anschluss 80 verbunden ist, von der Verbindungsdurchführung 84 zu der Verbindungsdurchführung 90 geschaltet.
Der Kleindurchmesserkolben 44 hat eine Verbindungsdurchführung 100, die die Füllkammer 54 mit der Druckkammer 50 verbindet. In der Verbindungsdurchführung 100 ist ein Sperrventil 102 angeordnet, das ein Fließen des Bremsfluids von der Füllkammer 54 zu der Druckkammer 50 erlaubt, ein Fließen des Bremsfluids in entgegengesetzter Richtung jedoch verhindert.
Mit der Druckkammer 50 des Hauptzylinders 12 mit Füllfunktion ist der Bremszylinder 22 des rechten Vorderrades 32 durch eine Hauptdurchführung 110 verbunden, in der ein Hauptsperrventil 112 angeordnet ist, das ein normalerweise offenes Magnetschließventil ist. Mit der Druckkammer 52 ist der Bremszylinder 20 des linken Vorderrades 30 durch eine Hauptdurchführung 114 verbunden, in der ein Hauptsperrventil 116 angeordnet ist. Ein Hubsimulator 120 ist über ein Simulatorregelventil 118, das ein normalerweise geschlossenes Magnetschließventil ist, mit der Hauptdurchführung 114 verbunden. Der mit dem Hauptzylinder 12 verbundene Speicher 72 ist mit der kraftbetriebenen Hydraulikdruckquelle 14 ebenfalls über eine Fluiddurchführung 122 verbunden.
Die kraftbetriebene Hydraulikdruckquelle 14 umfasst eine Pumpe 130, die das Bremsfluid von dem Speicher 72 hochpumpt, einen Elektromotor 132, der die Pumpe 130 antreibt, einen Druckspeicher 134, der das durch die Pumpe 130 unter Druck gesetzte Bremsfluid speichert, und ein Entlastungsventil 136, das einen Ablassdruck der Pumpe 130 auf oder unter einen vorbestimmten Druck begrenzt. Die kraftbetriebene Hydraulikdruckquelle 14 ist über die Hydraulikdruckregelungsventilvorrichtung 16 mit den vier Bremszylindern 20–26 verbunden.
Die Hydraulikdruckregelungsventilvorrichtung 16 umfasst Druckerhöhungsventile 140, 142, 144, 146, die jeweils den Fluss des Bremsfluid von der Pumpe 130 zu den jeweiligen Bremszylindern 20–26 regeln, und die Druchverminderungsventile 150, 152, 154, 156, die jeweils den Fluss des Bremsfluids von den jeweiligen Bremszylindern 20–26 zu dem Speicher 72 regeln. Die Pumpe 130 ist über eine Druckerhöhungsdurchführung 148 mit den Druckerhöhungsventilen 140–146 verbunden, und der Speicher 72 ist über eine Druckverminderungsdurchführung 158 mit den Druckverminderungsventilen 150–156 verbunden. Die Druckerhöhungsventile 140–146 und die Druckverminderungsventile 150–156 sind Hydraulikdruck-Linearregelventile, die den Hydraulikdruck entsprechend einem zugeführten elektrischen Strom linear regeln. Die Druckerhöhungsventile 140–146 und die Druckverminderungsventile 150, 152 für die Vorderräder sind normalerweise geschlossene elektromagnetisch geregelte Ventile, und die Druckverminderungsventile 154, 156 für die Hinterräder sind normalerweise offene elektromagnetisch geregelte Ventile.
Zwischen der Pumpe 130 und dem Druckerhöhungsventil 140 ist ein Hydraulikdruckquellensensor 160 angeordnet, um den Hydraulikdruck der kraftbetriebenen Hydraulikdruckquelle 14 zu erfassen. Der Hydraulikdruck von jedem der Bremszylinder 20–26 wird durch einen Bremszylinderdrucksensor 162 erfasst. Zwischen jeder der zwei Druckkammern 50, 52 des Hauptzylinders 12 und dem entsprechenden Hauptsperrventil 112, 116 ist ein Hauptzylinderdrucksensor 164 angeordnet, der den in der Druckkammer 50, 52 erzeugten Hydraulikdruck erfasst.
Das Hydraulikbremssystem wird auf der Grundlage einer Anweisung von einer in 2 gezeigten Brems-ECU (electronic control unit) 170 geregelt. Die Brems-ECU 170 umfasst einen Regelungsabschnitt 172, der hauptsächlich aus einem Computer und einer Mehrzahl von Steuerkreisen 174 gebildet ist. Der Regelungsabschnitt 172 umfasst eine CPU 176, einen ROM 178, einen RAM 180, einen Eingabe/Ausgabe-Abschnitt 182 und weitere Abschnitte. Mit einem Eingang des Eingabe/Ausgabe-Abschnitts 182 sind der Hydraulikdruckquellendrucksensor 160, die Bremszylinderdrucksensor 162, die Hauptzylinderdrucksensoren 164, ein Pedalhubsensor 190, der einen Betätigungshub des Bremspedals 10 erfasst, ein Niederdrückkraftsensor 192, der eine Niederdrückkraft erfasst, die auf ein Bremspedal 10 ausgeübt wird, Raddrehzahlsensoren 194, die jeweils Drehzahlen bzw. Drehgeschwindigkeiten der Räder 30–36 erfassen, eine Fehlfunktionserfassungsvorrichtung 196 und weitere Elemente. Mit einem Ausgang des Eingabe/Ausgabe-Abschnitts 182 sind über die Steuerkreise 174 Vorrichtungen verbunden, die die Hauptsperrventile 112, 116, das Simulatorregelventil 118, Spulen der Druckerhöhungsventile 140–146 und der Druckverminderungsventile 150, 156 und den Elektromotor 132 umfassen.
Die Fehlfunktionserfassungsvorrichtung 196 erfasst das Auftreten einer Anomalie, bei der die Hydraulikdruckbremsen nicht auf normale Weise geregelt werden können. Zum Beispiel erfasst die Fehlfunktionserfassungsvorrichtung 196 eine Verringerung einer Versorgungsspannung für den Elektromotor 132 der kraftbetriebenen Hydraulikdruckquelle 14 bis herunter auf einen vorbestimmten Wert oder darunter und eine anomalen Betrieb der Regelventile 140–146, 150–156 der Hydraulikdruckregelungsventilvorrichtung 16.
In dem ROM 178 sind verschiedene Programme wie etwa ein Bremshydraulikdruckregelungsprogramm und ein Antiblockierregelungsprogramm, deren Flussdiagramme nicht dargestellt sind, sowie eine nicht gezeigte Soll-Bremshydraulikdruck-Bestimmungstabelle und weiteres gespeichert.
Nachfolgend ist ein Betrieb des so aufgebauten Hydraulikbremssystems beschrieben. Das Hydraulikbremssystem dieser Ausführungsform arbeitet normalerweise so, dass, wenn eine Bedienungsperson das Bremsbetätigungselement betätigt, die Hauptsperrventile 112, 116 geschlossen werden, um die Bremszylinder 20–26 von dem Hauptzylinder 12 abzukoppeln, und der Hubsimulator 120 wird mit dem Hauptzylinder 12 verbunden, um der Bedienungsperson ein Betätigungsgefühl zu vermitteln. Die Brems-ECU 170 regelt die Druckerhöhungsventile 140–146 und die Druckverminderungsventile 150–156 der Hydraulikdruckregelungsventilvorrichtung 16 auf der Grundlage zum Beispiel eines Betätigungsbetrages (wenigstens entweder ein Betätigungshub oder eine Betätigungskraft) des Bremspedals 10 durch die Bedienungsperson, den Raddrehzahlen und einer Fahrzeuggeschwindigkeit, so dass der Hydraulikdruck in den Bremszylindern 20–26 erhöht oder verringert wird, um so eine Verzögerung des Fahrzeugs entsprechend dem Betätigungsbetrag des Bremspedals 10 herbeizuführen.
Dort, wo eine Fehlfunktion der kraftbetriebenen Hydraulikdruckquelle 14, der Hydraulikdruckregelungsventilvorrichtung 16 oder weiteren Abschnitten des Bremssystems eine normale Regelung unmöglich macht, wird den Spulen der Hauptsperrventile 112, 116 und dem Simulatorregelventil 118 kein elektrischer Strom zugeführt, und diese Ventile 112, 116, 118 werden wie gezeigt an ursprüngliche Positionen gesetzt, das heißt, die Hauptsperrventile 112, 116 werden in einen Verbindungszustand versetzt, und das Simulatorregelventil 118 wird in einen Schließzustand versetzt. Das heißt, wenn die Bedienungsperson das Bremspedal 10 betätigt, wird ein Hauptzylinderdruck, der der auf das Bremspedal 10 ausgeübten Betätigungskraft entspricht, erzeugt, und die Bremszylinder 20, 22 werden mit dem Hauptzylinderdruck beaufschlagt, um die Bremsen zu betätigen.
Wenn das Bremspedal 10 niedergedrückt wird, wird der Stufenkolben 48 vorgerückt, wodurch der Hydraulikdruck der Füllkammer 54 und der der Druckkammer 50 erhöht wird. Während der Hydraulikdruck der Füllkammer 54 höher als der der Druckkammer 50 ist, wird das Bremsfluid in der Füllkammer 54 über das Sperrventil 102 der Druckkammer 50 zugeführt, und dann zusammen mit dem Bremsfluid von der Druckkammer 50 dem Bremszylinder 22 zugeführt. Der Hydraulikdruck der Füllkammer 54 wird erhöht, bis er den Entlastungsdruck des Entlastungsventils 88 erreicht. In dieser Ausführungsform ist der Entlastungsdruck auf einen Wert eingestellt, bei dem der Füllvorgang im Wesentlichen abgeschlossen ist. Somit wird bis zum Beenden des Füllvorgangs das Bremsfluid weiterhin von sowohl der Füllkammer 54 als auch der Druckkammer 50 dem Bremszylinder 22 zugeführt, so dass ein rasches Beenden des Füllvorgangs ermöglicht ist.
Wenn der Hydraulikdruck der Füllkammer 54 den Entlastungsdruck erreicht, beginnt die Bremsflüssigkeit, über das Entlastungsventil 88 in den Speicher 72 zu fließen. Danach ist der Hydraulikdruck der Druckkammer 50 höher als der der Füllkammer 54, doch verhindert das Sperrventil 102 ein Fließen des Bremsfluids von der Druckkammer 50 zur Füllkammer 54. Die Bremszylinder 20, 22 erhalten nicht das Bremsfluid von der Füllkammer 54, sondern erhalten das Bremsfluid nur von den Druckkammern 52, 50.
Ab einem Zeitpunkt, zu dem das Niederdrücken des Bremspedals begonnen wird, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem der Füllvorgang beendet ist, wird der Anschluss 80 in Verbindung mit der Verbindungsdurchführung 84 gehalten, in der das Entlastungsventil 88 angeordnet ist, und der Hauptzylinder wird wie oben beschrieben betätigt (der erste Zustand). Wenn der Stufenkolben 42 von diesem Zustand aus weiter vorgerückt wird, wird die mit dem Anschluss 80 verbundene Verbindungsdurchführung von der Verbindungsdurchführung 84 zu der Verbindungsdurchführung 90 geschaltet, so dass die Füllkammer 84 direkt mit dem Speicher 72 verbunden ist (der zweite Zustand). Somit kehrt der Hydraulikdruck der Füllkammer 54 rasch im Wesentlichen zum Atmosphärendruck zurück, und die Druckkammer 50 wird durch die gesamte Niederdrückkraft unter Druck gesetzt.
Wenn der Stufenkolben 48 nach hinten gleitet, nimmt ein inneres Volumen der Füllkammer 54 zu. In dem zweiten Zustand bewirkt eine Erhöhung des inneren Volumens der Füllkammer 54, dass das Bremsfluid in dem Speicher 72 über die Verbindungsdurchführung 90 in die Füllkammer 54 fließt. In dem ersten Zustand hingegen fließt das Bremsfluid durch den Anschluss 80 und den Spielraum zwischen der Becherdichtung 96 und dem Gehäuse 40 in die Füllkammer 54. Somit wird verhindert, dass der Hydraulikdruck der Füllkammer 54 negativ wird.
Die 3 und 4 stellen Änderungen der Niederdrückkraft, der Betätigungshubs, des Hauptzylinderdrucks und des Hydraulikdrucks der Füllkammer (nachfolgend als „Fülldruck" bezeichnet) in Abhängigkeit von der Zeit dar. 3 zeigt einen Betriebszustand eines herkömmlichen Hauptzylinders 12, wo die Füllkammer über eine Parallelschaltung aus einem Entlastungsventil und einem Begrenzungsabschnitt mit der Niederdruckkammer verbunden ist, und zwar in einem Fall, in dem die Niederdrückkraft konstant gehalten wird, nachdem das Bremspedal niedergedrückt ist. Das Niederdrücken des Bremspedals wird zu einem Zeitpunkt t0 begonnen, und die Niederdrückkraft erreicht einen konstanten Wert zu einem Zeitpunkt t1 nach dem Beenden des Füllvorgangs, und anschließend wird der konstante Wert aufrecht erhalten. Von dem Zeitpunkt t1 zu dem Zeitpunkt t2 nimmt der Fülldruck während das Bremsfluid aus der Füllkammer heraus über den Begrenzungsabschnitt zu dem Speicher ausfließt, allmählich ab. Mit dieser Abnahme steigt der Hauptzylinderdruck leicht an. Das heißt, es tritt eine Bremsverzögerung ein, und diese Verzögerung ist besonders signifikant, wenn die Niederdrückkraft konstant bei einem relativ niedrigen Wert gehalten wird. Ferner, wenn das Bremspedal saft niedergedrückt wird, ist eine Menge an von der Füllkammer über den Begrenzungsabschnitt zu dem Speicher fließenden Bremsfluid groß, was eine leeren Betätigungshub zur Folge hat.
4 zeigt hingegen einen Betriebszustand des Hauptzylinders 12 gemäß dieser Ausführungsform. Von einem Zeitpunkt t1 zu einem Zeitpunkt t3, zu dem der Zustand des Hauptzylinders 12 in den zweiten Zustand geschaltet wird, fließt das Bremsfluid über das Entlastungsventil 88 aus der Füllkammer 54 heraus, so dass der Fülldruck im Wesentlichen bei dem Entlastungsdruck gehalten wird. Wenn der Zustand des Hauptzylinders 12 zu dem Zeitpunkt t3 in den zweiten Zustand geschaltet wird, wird die Füllkammer 54 direkt mit dem Speicher 72 verbunden, wodurch der Fülldruck schnell abnimmt. Mit dieser Abnahme des Fülldrucks nimmt die Niederdrückkraft vorrübergehend ab, jedoch wird der Hauptzylinderdruck schnell erhöht, so dass die Bremsverzögerung abgemildert wird. Ferner, in dem ersten Zustand und bis der Fülldruck den Entlastungsdruck des Entlastungsventils 88 erreicht wird kein Bremsfluid von der Füllkammer zu dem Speicher 72 abgegeben, und somit wird das Bremsfluid in der Füllkammer 54 notwendigerweise den Bremszylindern 22–26 zugeführt, so dass das Problem des leeren Betätigungshubs gelöst ist.
In der oben beschriebenen Ausführungsform bilden das Gehäuse 40 und der Großdurchmesserkolben 42 des Stufenkolbens 48 ein gekoppeltes Schaltventil, und das Entlastungsventil 88 ist innerhalb des Stufenkolbens 48 angeordnet. Jedoch kann das Entlastungsventil auch in dem Gehäuse angeordnet sein. Eine zweite Ausführungsform der Erfindung, in der das Entlastungsventil in dem Gehäuse angeordnet ist, ist in 5 gezeigt. Elemente, die in der gleichen Weise wie die entsprechenden Elemente in dem Hydraulikbremssystem der ersten Ausführungsform arbeiten, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, um die Entsprechung zu zeigen, und auf eine Beschreibung hiervon ist verzichtet.
Ein Hauptzylinder 200 umfasst ein Gehäuse 202 mit einer gestuften Bohrung und Kolben 204, 46. Der Kolben 204 ist ein gestufter Kolben mit einem Kleindurchmesserkolben 206 und einem Großdurchmesserkolben 208, die einstückig ausgebildet sind. Ähnlich wie in der ersten Ausführungsform sind die drei Kolben, d.h. der Großdurchmesserkolben 208, der Kleindurchmesserkolben 204 und der Kolben 44 fluiddicht und gleitbar in die Zylinderbohrung des Gehäuses 202 eingepasst, so dass die Druckkammern 50, 52 auf der Vorderseite des Kleindurchmessers 206 bzw. des Kolbens 44 ausgebildet sind, und eine Füll kammer 54 ist auf der Vorderseite des Großdurchmesserkolbens 208 ausgebildet.
Das Gehäuse 202 hat zwei Anschlüsse 210, 212 an einer Stelle, wo der Großdurchmesserkolben 208 eingepasst ist. Die Anschlüsse 210, 212 sind über Fluiddurchführungen 214 bzw. 216 mit dem Speicher 72 verbunden. Wenn sich der Stufenkolben 204 an einer hintersten Position befindet, liegt der Anschluss 210 gegenüber einer Verbindungsdurchführung 218, die die in dem Kolben 204 gebildete Füllkammer 54 mit dem Außenraum verbindet. Der Anschluss 210 hat ein Entlastungsventil 220, das ein Fließen des Bremsfluids von der Füllkammer 54 zu dem Speicher 72 ermöglicht, während der Hydraulikdruck der Füllkammer 54 gleich groß wie oder größer als ein Entlastungsdruck ist.
Ein O-Ring 222 ist an einer äußeren Umfangsoberfläche des Großdurchmesserkolbens 208 und an einer Seite der Verbindungsdurchführung 218 in der Nähe des Kleindurchmesserkolbens 206 angeordnet. Wenn der Großdurchmesserkolben 208 vorrückt, bewegt sich der O-Ring an dem Anschluss 212 vorbei, wodurch die Verbindungsdurchführung 218 mit dem Anschluss 212 zusätzlich zu dem Anschluss 210 verbunden wird und die Füllkammer 54 direkt mit dem Speicher 72 verbunden wird. Somit wird ein gekoppeltes Schaltventil, das zwischen einem ersten Zustand, in dem die Füllkammer 54 über das Entlastungsventil 220 mit dem Speicher 72 verbunden ist, und einem zweiten Zustand, in dem die Füllkammer 54 direkt mit dem Speicher 72 verbunden ist, ohne dass das Entlastungsventil 220 zwischengeschaltet wäre, durch das Gehäuse 202 und den Großdurchmesserkolben 208 des Stufenkolbens 204 gebildet. Auch in der zweiten Ausführungsform können, wenn die Bremszylinder durch das von dem Hauptzylinder 200 gelieferet Bremsfluid betätigt werden, gänzlich die gleichen Effekte wie jene der ersten Ausführungsform erreicht werden.
Obwohl es oben in jeder der zwei Ausführungsformen beschrieben ist, dass das Entlastungsventil in dem Hauptzylinder 12 angeordnet ist, kann das Entlastungsventil auch außerhalb des Hauptzylinders angeordnet sein. Obwohl in jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen die Verbindungsdurchführung 100, die die Verbindung zwischen der Füllkammer 54 und der Druckkammer 50 herstellt, und das Sperrventil 102, das das Fließen des Bremsfluids von der Füllkammer 54 zu der Druckkammer 50 erlaubt, innerhalb des Stufenkolbens 48, 204 ausgebildet sind, können die Verbindungsdurchführung und das Sperrventil auch außerhalb des Hauptzylinders angeordnet sein. Obwohl in jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen der Stufenkolben 48, 204 verwen det wird, bei dem der Kleindurchmesserkolben 44, 206 und der Großdurchmesserkolben 42, 208 einstückig ausgebildet sind, können auch ein Kleindurchmesserkolben und ein Großdurchmesserkolben verwendet werden, die voneinander getrennt sind. Eine dritte Ausführungsform der Erfindung, in der diese Anordnungen kombiniert sind, ist in 6 gezeigt.
Ein Hauptzylinder 230 umfasst drei Kolben 232, 234, 236 und ein Gehäuse 244 mit zwei Zylinderbohrungen 240, 242, die in einer Vorn-Hinten-Richtung und durch eine Trennwand 238 getrennt angeordnet sind. Ein Großdurchmesserkolben 232 und ein Kleindurchmesserkolben 234, die jeweils in den Zylinderbohrungen 240, 242 eingepasst sind, sind miteinander durch eine Übertragungsstange 246 verbunden, die sich fluiddicht und gleitbar durch die Trennwand 238 erstreckt, so dass eine auf ein Bremspedal 10 ausgeübte Betätigungskraft auf den mit dem Bremspedal 10 und dem Kleindurchmesserkolben 234 verbundenen Großdurchmesserkolben 232 übertragen wird.
In der Zylinderbohrung 242 ist ferner ein Kolben 236 auf der Vorderseite des Kleindurchmesserkolbens 234 eingepasst, so dass drei Fluidkammern im Innern der Zylinderbohrung 242 gebildet sind. Die Fluidkammer auf der Vorderseite des Kleindurchmesserkolbens 234 ist eine Druckkammer 250, die mit einem Bremszylinder 22 eines rechten Vorderrades 32 verbunden ist, die Fluidkammer auf der Vorderseite des Kolbens 236 ist eine Druckkammer 252, die mit dem Bremszylinder 20 des linken Vorderrades 30 verbunden ist, und eine Fluidkammer 254, die zwischen dem Kleindurchmesserkolben 234 und der Trennwand 238 gebildet ist, wird durch eine Fluiddurchführung 256 stets in Verbindung mit dem Speicher 72 gehalten.
Zwischen dem Großdurchmesser 232 und der Trennwand 238 ist eine Füllkammer 258 gebildet.
Zwischen einem Boden des Gehäuses 244 und dem Kolben 236, zwischen dem Kolben 236 und dem Kleindurchmesserkolben 234 und zwischen der Trennwand 238 und dem Großdurchmesserkolben 232 sind Rückstellfedern 260, 262 bzw. 264 angeordnet. Hinterste Positionen der Kolben 232, 234, 236 sind durch Stopper 266, 268 bzw. 269 definiert.
Anschlüsse 270, 272 sind in dem Gehäuse 244 an jeweiligen Stellen angeordnet, die den Druckkammern 250 bzw. 252 entsprechen und mit den Verbindungsdurchführungen 68 bzw. 70 verbunden sind, die sich von dem Speicher 72 erstrecken. Nur wenn sich die Kleindurchmesserkolben 234, 236 an ihren hintersten Positionen befinden, sind die Druckkammern 250, 252 mit dem Speicher 72 verbunden.
Die Füllkammer 258 ist über ein Entlastungsventil 280 und ein Schließventil 282, das parallel zu dem Entlastungsventil 280 angeordnet ist, mit dem Speicher 72 verbunden, und das Schließventil 282 ist durch eine Kopplungsvorrichtung 284 mechanisch mit einem Bremspedal verbunden.
Die Kopplungsvorrichtung 284 umfasst drei Stangen 286, 288, 290, die in 7 gezeigt sind. Die Stange 286 als ein Betätigungsabschnitt des Schließventils 282 ist gleitbar in ein Führungsloch 292 eingepasst, das in der Stange 288 gebildet ist, die mit einem Verbindungsabschnitt 294 der Stange 290 verbunden ist, so dass die Stange 288 drehbar und axial beweglich relativ zu dem Verbindungsabschnitt 294 ist. Der Verbindungsabschnitt 294 ist zylindrisch und hat einen Innendurchmesser, der größer als ein Außendurchmesser der Stange 288 ist. Der Verbindungsabschnitt 294 weist ein Paar Langlöcher 296 auf, in die Stifte 298, die an der Stange 288 befestigt sind, eingreifen, so dass die Stange 288 und die Stange 290 so miteinander verbunden sind, dass eine relative Drehung und eine relative axiale Bewegung zwischen diesen Stangen 288, 290 möglich ist. Eine Feder 300 ist zwischen der Stange 288 und der Stange 290 angeordnet, und eine eingestellte Last der Feder 300 ist größer als die einer Feder 302 des Schließventils 282.
Wenn das Bremspedal 10 niedergedrückt wird, werden die Stangen 288, 290 zusammen nach vorn gerückt, bis ein Endabschnitt der Stange 286 in Kontakt mit einem Boden des Führungslochs 292 in der Stange 288 gebracht ist, und wenn das Bremspedal 10 weiter niedergedrückt wird, wird das Schließventil 282 von einem geschlossenen Zustand zu einem geöffneten Zustand geschaltet. Wenn das Bremspedal 10 noch weiter niedergedrückt wird, bewegt sich die Stange 290 relativ zu der Stange 288 nach vorn, während die Feder 300 zusammengedrückt wird, wodurch ein weiteres Niederdrücken des Bremspedals 10 möglich ist.
Wie es oben beschrieben ist, wird, wenn ein Hubbetrag des Bremspedals 10 einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht, das Schließventil 282 von einem geschlossenen Zustand in einen offenen Zustand umgeschaltet. Das Schließventil 282 bildet ein gekoppeltes Schaltventil, das in einem ersten Zustand gehalten wird, in dem die Füllkammer 258 über das Entlastungsventil 280 mit dem Speicher 72 verbunden ist, und zwar ab dem Zeitpunkt, zu dem das Niederdrücken des Bremspedals 10 begonnen wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Hubbetrag den vorbestimmte Schwellenwert erreicht. Das Schließventil 282 wird in einen zweiten Zustand umgeschaltet, in dem die Füllkammer 258 direkt mit dem Speicher 72 verbunden ist, wenn der Hubbetrag gleich groß wie oder größer als der vorbestimmte Schwellenwert wird.
Die Füllkammer 58 ist über die Verbindungsdurchführungen 310, 312, in denen die Sperrventile 314 bzw. 316 angeordnet sind, mit den Hauptdurchführungen 110, 114 verbunden. Durch diese Anordnung wird, während der Hydraulikdruck der Füllkammer 258 höher als der der Druckkammern 250, 252 ist, das Bremsfluid von sowohl der Füllkammer 258 als auch den Druckkammern 250, 252 den Bremszylindern 22, 20 zugeführt, wodurch ein schnelles vollständiges Füllen ermöglicht wird.
Auch in der dritten Ausführungsform können, wenn die Bremszylinder durch das von dem Hauptzylinder 230 gelieferte Bremsfluid betätigt werden, die gleichen Effekte wie jene der oben beschriebenen Ausführungsformen erreicht werden.
Zusammenfassung
HAUPTZYLINDER MIT AUFFÜLLFUNKTION
Diese Erfindung verbessert eine Auffüllvorrichtung eines Hauptzylinders, der in einem Hydraulikbremssystem für ein Kraftfahrzeug enthalten ist und einen Hydraulikdruck entsprechend einer Betätigung eines Bremsbetätigungselements erzeugt. Es ist ein gekoppeltes Schaltventil vorgesehen, das dadurch geschaltet wird, dass es mit einer Bewegung eines Kolbens 42 relativ zu einem Gehäuse 40 mechanisch gekoppelt ist. Das gekoppelte Schaltventil ist in einem ersten Zustand, in dem eine Auffüllkammer 54 über ein Entlastungsventil 88 mit einem Speicher 72 verbunden ist, bis der Kolben 42 um eine vorbestimmte Distanz von einer hintersten Position nach vorn gerückt ist, und wird in einen zweiten Zustand geschaltet, in dem die Auffüllkammer 54 über eine Verbindungsdurchführung 84 direkt mit dem Speicher 72 verbunden ist, ohne dass das Entlastungsventil dazwischen angeordnet ist, wenn der Kolben 42 um eine Distanz nach vorn bewegt wird, die größer als die vorbestimmte Distanz ist. Somit nimmt der Hydraulikdruck in der Auffüllkammer 54 schnell ab, und der Hydraulikdruck in den Druckkammern 50, 52 nimmt schnell zu, wodurch Probleme wie eine Verzögerung der Bremswirkung verringert sind.

Claims

Hauptzylinder mit Füllfunktion, dadurch gekennzeichnet, dass er umfasst: – einen Hauptzylinder, der wenigstens ein Gehäuse und zwei Kolben umfasst, die gleitbar in dem Gehäuse angeordnet sind, um dazu geeignet zu sein, sich gemeinsam wenigstens in einer Vorwärtsrichtung zu bewegen, wobei eine Druckkammer und eine Füllkammer zwischen dem Gehäuse und den zwei Kolben gebildet sind; – ein Entlastungsventil; und – ein gekoppeltes Schaltventil, das mechanisch mit einer Vorwärtsbewegung der zwei Kolben relativ zu dem Gehäuse gekoppelt ist, und so arbeitet, dass das gekoppelte Schaltventil in einem ersten Zustand ist, in dem die Füllkammer über das Entlastungsventil in Verbindung mit dem Außenraum ist, bis die zwei Kolben um eine vorbestimmte Distanz von einer hintersten Position vorgerückt sind, und in einen zweiten Zustand versetzt wird, in dem die Füllkammer nicht über das Entlastungsventil, sondern direkt mit dem Außenraum verbunden ist, wenn die zwei Kolben um den vorbestimmten Betrag nach vorn gerückt sind.
Hauptzylinder mit Füllfunktion nach Anspruch 1, der ferner ein Sperrventil umfasst, das in einer Verbindungsdurchführung angeordnet ist, die die Druckkammer und die Füllkammer miteinander verbindet und ein Fließen eines Bremsfluids von der Füllkammer zu der Druckkammer erlaubt, jedoch ein Fließen des Bremsfluids in der entgegengesetzten Richtung verhindert.
Hauptzylinder mit Füllfunktion nach Anspruch 2, wobei die Verbindungsdurchführung in einem von den zwei Kolben gebildet ist, die das Bremsfluid in der Druckkammer mit Druck beaufschlagen.
Hauptzylinder mit Füllfunktion nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das gekoppelte Schaltventil durch das Gehäuse und einen der zwei Kolben gebildet ist.
Hauptzylinder mit Füllfunktion nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Entlastungsventil in einem der zwei Kolben angeordnet ist.
Hauptzylinder mit Füllfunktion nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Entlastungsventil in dem Gehäuse angeordnet ist.
Hauptzylinder mit Füllfunktion nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Entlastungsventil außerhalb und getrennt von dem Gehäuse angeordnet ist.
Hauptzylinder mit Füllfunktion nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Kolben einen Kleindurchmesserkolben und einen Großdurchmesserkolben umfassen, die sich gemeinsam in der Vorwärts- und der Rückwärtsrichtung bewegen, wobei das Gehäuse den Kleindurchmesserkolben und den Großdurchmesserkolben derart aufnimmt, dass die Druckkammer auf einer Vorderseite des Kleindurchmesserkolbens gebildet ist und die Füllkammer auf einer Vorderseite des Großdurchmesserkolbens gebildet ist.