DE19756178A1 - Automobil-Bremssystem mit einer variabel arbeitenden Pumpeinheit - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Automobil-Bremssy­ stem, und genauer ein Bremssystem mit einer variabel arbei­ tenden, insbesondere ausstoßenden bzw. saugenden Pumpein­ heit, welche es dem Bremssystem nicht nur ermöglicht, eine Bremsfunktion zu leisten, sondern auch Energie eines hy­ draulischen Drucks zu nutzen, der während des Bremsens er­ zeugt wird und ohne die Einheit verloren gehen kann.

Es ist im Fachgebiet wohl bekannt, daß eine Bremse ein Sy­ stem zum Stoppen oder Verlangsamen eines Automobils ist, das gefahren wird. Das Bremssystem übt die Bremsfunktion derart aus, daß es die kinetische Energie eines fahrenden Automobils mittels einer mechanischen Reibungseinrichtung in Wärmeenergie umwandelt und die Reibungswärme in die At­ mosphäre abstrahlt.

Seit kurzem wird das Automobil generell mit verschiedenen Systemen zum Verbessern seiner Fahrstabilität ausgerüstet, wie z. B. einem Antiblockier-Bremssystem (ABS) und einem Traktionssteuersystem (TCS). Das ABS ist ein System zum Sicherstellen einer starken und stabilen Bremsfähigkeit durch richtiges Steuern des hydraulischen Drucks der Brem­ se, wenn das Automobil auf rutschigem oder unebenem Boden abgebremst wird. Das TCS ist ein System zum Verhindern des Durchdrehens der Antriebsräder durch das Ausüben geeigneten Bremsdruckes auf die Antriebsräder, wenn das Automobil beim Anfahren auf einem rutschigen Boden rasch beschleunigt wird, sogar wenn nicht auf das Bremspedal getreten wird.

Fig. 5 zeigt ein schematisches Hydraulikkreis-Diagramm eines herkömmlichen Bremssystems. Wie gezeigt weist das herkömmliche Bremssystem ein Bremspedal 10 auf, welches im Fußraum eines Fahrersitzes angeordnet ist und mit einem Hauptzylinder 11 verbunden ist, welcher eine äußere Kraft, die auf das Bremspedal 10 ausgeübt wird, überträgt. Ein Bremsverstärker 12 ist zwischen dem Bremspedal 10 und dem Hauptzylinder 11 angeordnet, um die Bremskraft zu verstär­ ken. Ein Ende einer ersten Flüssigkeitsleitung 20 ist mit dem Hauptzylinder 11 verbunden, während ein erstes Magnet­ ventil 30 zur Steuerung des Flüssigkeitsdurchflusses an dem anderen Ende der ersten Flüssigkeitsleitung 20 angeordnet ist. Das erste Magnetventil 30 ist mit einer zweiten Flüs­ sigkeitsleitung 21 verbunden, welche sich bis zu einem Teilbereich 70 des Bremssystems erstreckt, und ist durch ein zweites Magnetventil 31 mit einer dritten Flüssigkeitslei­ tung 22 verbunden, welche von der ersten Flüssigkeitslei­ tung 20 abzweigt. Eine von einem Motor 40 angetriebene Pum­ pe 41, ein Absperrventil 50 und ein Tank 90 sind zwischen der dritten Flüssigkeitsleitung 22 und dem zweiten Magnet­ ventil 31 vorgesehen. Ein Geschwindigkeitssensor 81 zum Er­ kennen des Bremszustandes eines Rades 60 ist in dem Brems- Teilbereich 70 vorgesehen und das herkömmliche Bremssystem weist weiter eine elektronische Steuereinheit (ECU) 80 auf, welche das erste Magnetventil 30, das zweite Magnetventil 31 und den Motor 40 gemäß den Signalen von dem Geschwindig­ keitssensor 81 steuert.

Beim Betrieb eines wie geschildert konstruierten herkömm­ lichen Bremssystemes erzeugt der Hauptzylinder 11 einen hy­ draulischen Druck, welcher durch das erste Magnetventil 30 zu dem Brems-Teilbereich 70 übertragen wird, wenn ein Fahrer auf das Bremspedal 10 tritt. Der hydraulische Druck ermög­ licht es einem Kolben, der in einem Bremssattel 62 angeord­ net ist, einen Belag bzw. Klotz gegen eine Scheibe 61 zu drücken, wodurch die Bremsfunktion ausgeführt wird (siehe Fig. 6). In diesem Fall wird die Flüssigkeit oder das Öl, welches vom Hauptzylinder 11 durch die erste Flüssigkeits­ leitung 20 der dritten Flüssigkeitsleitung 22 bereitge­ stellt wird, durch das Absperrventil 50 unterbrochen und das zweite Magnetventil 31 ist ebenfalls geschlossen. Daher wird das Öl nicht durch die zweite Flüssigkeitsleitung 21 bereitgestellt.

Während die Bremskraft auf das Rad 60 ausgeübt wird, er­ kennt der Geschwindigkeitssensor 81, welcher an einer Seite des Rades 60 angeordnet ist, ob das Rad 60 durchdreht. Wenn ein Durchdrehen bzw. Schlupf des Rades 60 durch den Ge­ schwindigkeitssensor 81 erkannt wird, schließt das ECU 80 das erste Magnetventil 30, um die Bereitstellung von Öl in den Brems-Teilbereich 70 zu unterbrechen, wobei das zweite Magnetventil 31 geöffnet wird, um das bereits in den Teil­ bereich 70 gelieferte Öl durch die zweite Flüssigkeitslei­ tung 21 und das zweite Magnetventil 31 in den Tank 90 zurückzugewinnen und dadurch die auf das Rad 60 ausgeübte Bremskraft zu verringern.

Die Verringerung der Bremskraft durch das obige Verfahren beseitigt das Durchdrehen des Rades 60 und dann erkennt der Geschwindigkeitssensor 81 erneut die Beseitigung des Durch­ drehens des Rades 60 und berichtet sie dem ECU 80. Gemäß den Signalen von dem Geschwindigkeitssensor 81 öffnet das ECU 80 das erste Magnetventil 30, schließt das zweite Ma­ gnetventil 31 und fordert zur gleichen Zeit den Betrieb des Motors 40 an. Dann pumpt die Pumpe 41 das Öl in den Tank 90, um es durch die dritte Flüssigkeitsleitung 22 und das erste Magnetventil 30 dem Teilbereich 70 bereitzustellen, und da­ durch die Bremstätigkeit auszuführen. Durch das Wiederholen des obigen Verfahrens führt das ABS seine Funktion aus. Das obig nicht beschriebene Bezugszeichen 100 kennzeichnet das Differentialgetriebe.

Fig. 6 zeigt schematisch einen Gesamtaufbau einer Scheiben­ bremse, welche in dem herkömmlichen Bremssystem eingesetzt wird. Bezugnehmend auf dieses wird die Wirkungsweise der Scheibenbremse nachfolgend beschrieben.

Wenn ein Fahrer auf das Bremspedal 10 tritt, wird der hy­ draulische Druck, der vom Hauptzylinder 11 erzeugt wird, durch eine Einleitungsöffnung 121 auf einen Zylinder 120 übertragen. Dieser hydraulische Druck sorgt dafür, daß ein Kolben 130 einen inneren Klotz 140 augenblicklich gegen eine Scheibe 160 drückt und zur gleichen Zeit sorgt der in dem Zylinder 120 verbleibende hydraulische Druck dafür, daß sich der Bremssattel 110 selbst mittels eines Gleitgliedes (nicht gezeigt) nach rechts bewegt, um so einen äußeren Klotz 150 gegen die Scheibe 160 zu drücken und dadurch die Bremsfunktion auszuüben. Wenn das Bremspedal 10 entlastet wird, wird der Kolben 130 aufgrund der elastischen Kraft einer Dichtung 132 in seine Ausgangslage zurückgeführt. Dann sind die Scheibe 160, der innere Klotz 140 und der äußere Klotz 150 wieder mit einem vorbestimmten Abstand be­ abstandet.

In dem herkömmlichen, wie oben betriebenen Bremssystem wird jedoch die Wärmeenergie, welche durch die Reibung zwischen der Scheibe und den Klötzen im Verlauf des Abbremsens des Autos erzeugt wird, unberührt in die Atmosphäre entlassen und verschwindet, was eine effiziente Energienutzung stört. Weiterhin verkürzt die Reibungswärme die Lebensdauer der Elemente in dem Bremssystem.

Darüber hinaus ist das herkömmliche Bremssystem auch pro­ blematisch, da sein Aufbau sehr kompliziert ist, weil es individuelle Systeme zum Ausführen einer Antiblockierbrems­ funktion und einer Traktionskontrollfunktion benötigt.

Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die obig be­ schriebenen Probleme im Stand der Technik zu überwinden.

Dementsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, die vorgenannten Nachteile zu überwinden und ein Automo­ bil-Bremssystem bereitzustellen, welches eine elektrische Leistung mittels der Energie, welche erzeugt wird, wenn das Automobil abgebremst wird, produzieren und speichern kann und dadurch den Wirkungsgrad der Energienutzung steigert und welches gleichzeitig eine Antiblockierfunktion und eine Traktionskontrollfunktion ausüben kann.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Mit anderen Worten liefert die vorliegende Erfindung zur Realisierung der Aufgabe ein Automobil-Bremssystem mit ei­ ner variabel arbeitenden Pumpeinheit, wobei das Bremssystem ein in einem Fußraum eines Fahrersitzes angeordnetes Brems­ pedal, einen Hauptzylinder zum Erzeugen eines hydrauli­ schen Druckes, wenn eine Kraft empfangen wird, die auf das Bremspedal ausgeübt wird, eine variabel arbeitende Pumpein­ heit zum Ausüben einer Pumpfunktion durch den Hauptzylin­ der, und eine Steuereinheit zum Erkennen eines Fahrzustan­ des des Automobils und zum Steuern, so daß eine geeignete Bremskraft auf ein Rad des Automobils ausgeübt wird, auf­ weist.

Die oben genannte Aufgabe und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch das detaillierte Beschreiben bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher werden. In ihnen zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Hydraulikkreisdiagramm eines Bremssystems mit einer variabel arbeitenden Pumpeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht der variabel arbeitenden Pumpeinheit aus Fig. 1, worin deren Wirkungswei­ se gezeigt wird, wenn das Automobil unter norma­ len Bedingungen fährt;

Fig. 3 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 2, worin die Wirkungsweise der variabel arbeitenden Pump­ einheit gezeigt wird, wenn das Automobil abge­ bremst wird;

Fig. 4 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 2, worin die Wirkungsweise der variabel arbeitenden Pump­ einheit gezeigt wird, wenn das Automobil die Traktionssteuerfunktion ausführt;

Fig. 5 ein schematisches Hydraulikkreisdiagramm eines herkömmlichen Bremssystems; und

Fig. 6 eine schematische Schnittansicht einer Schei­ benbremse, welche in dem in Fig. 5 gezeigten Bremssystem eingesetzt ist;
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Gleiche Elemente wer­ den in der nachfolgenden Beschreibung gleichartig nume­ riert.

Fig. 1 ist ein schematisches Hydraulikkreisdiagramm eines Bremssystems mit einer variabel arbeitenden, ausstoßenden bzw. saugenden Pumpeinheit gemäß der vorliegenden Erfin­ dung. Fig. 2 ist eine Schnittansicht der variabel arbeiten­ den Pumpeinheit aus Fig. 1, worin deren Wirkungsweise ge­ zeigt wird, wenn das Automobil unter normalen Bedingungen fährt.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, weist das Bremssystem gemäß der vorliegenden Erfindung einen Hauptzylinder 202, eine variabel arbeitende Pumpeinheit 300, eine Kontroll­ gruppe bzw. einen Steuerabschnitt 220, ein Durchfluß-Kon­ trollventil bzw. -Steuerventil 240 und eine Generatorgruppe 230 auf. Der Hauptzylinder 202 erzeugt einen hydraulischen Druck, wenn eine auf ein Bremspedal 201 ausgeübte Kraft auf ihn übertragen wird. Die variabel arbeitende Pumpeinheit 300 bremst ein Rad 210 durch das Pumpen von Öl unter hohem Druck ab. Die Steuergruppe 220 erkennt den Fahrzustand des Automobils und steuert so, daß eine geeignete Bremskraft auf das Rad 210 ausgeübt wird. Das Durchflußkontrollventil 240 sorgt dafür, daß ein entgegengesetztes Drehmoment in der variabel arbeitenden Pumpeinheit 300 erzeugt wird. Die Generatorgruppe 230 erzeugt mittels des hydraulischen Drucks, der ausgeübt wird, wenn das Automobil abgebremst wird, Elektrizität.

Der hydraulische Druck, der in dem Hauptzylinder 202 er­ zeugt wird und durch die erste Flüssigkeitsleitung 251 übertragen wird, sorgt dafür, daß eine Taumelscheibe 306 geneigt wird, und die Rotation der geneigten Taumelscheibe 306 ermöglicht es der variabel arbeitenden Pumpeinheit 300 unter hohem Druck die aus einem Tank 260 zugeführte Flüs­ sigkeit auszustoßen. In diesem Fall wird der hohe Druck dieser ausgestoßenen Flüssigkeit zwischen dem Durchfluß­ steuerventil 240 und einem Magnetventil 221 aufrechterhal­ ten und dann übt er ein entgegengesetztes Drehmoment auf die variabel arbeitende Pumpeinheit 300 aus, deren entge­ gengesetztes Drehmoment als eine Bremskraft für das Rad 210 wirkt.

Der Steuerabschnitt 220 weist eine elektronische Steuer­ einheit (ECU) 222 zum Geben von Anweisungen auf, welche auf Schlupfsignalen des Rades basieren, die von einem Ringsensor 316 und einem Sensor 317 übertragen werden, welche in der variabel arbeitenden Pumpeinheit 300 installiert sind, und ein Magnetventil 221 des normal schließenden Typs, welches entsprechend den Anweisungen der ECU 222 öffnet und schließt.

Das Durchflußsteuerventil 240 weist einen Kolben 243 auf, welcher elastisch durch eine Feder 244 unterstützt wird und mit einer zweiten Flüssigkeitsleitung 252 verbunden ist, die von der ersten Flüssigkeitsleitung 251 abzweigt. Eine Einleitungsöffnung 241 und eine Auslaßöffnung 242 sind in dem Durchflußsteuerventil 240 ausgebildet. Die Einlei­ tungsöffnung 241 ist mit einer dritten Flüssigkeitsleitung 253 verbunden, welche mit dem Magnetventil 221 verbunden ist. Die Auslaßöffnung 242 ist mit einer vierten Flüssig­ keitsleitung 254 verbunden, von der ein Bypaßrohr 256 ab­ zweigt, das mit dem Magnetventil 221 verbunden ist.

Die Generatorgruppe 230 weist einen Druckspeicher 231 auf, der mit einer vierten Flüssigkeitsleitung 254 verbunden ist, eine Pumpe 232, die durch einen hydraulischen Druck betrieben wird, der von dem Druckspeicher 231 übertragen wird, einen Generator 233 zum Erzeugen von Elektrizität mittels der Antriebskraft der Pumpe 232 und eine Batterie 234 zum Speichern der Elektrizität. Die Pumpe 232 ist durch eine fünfte Flüssigkeitsleitung 255 mit dem Tank 260 ver­ bunden, so daß die Flüssigkeit, welche zum Antreiben der Pumpe 232 benutzt wurde, in den Tank 260 eingeführt wird.

Nachfolgend wird der Aufbau einer variabel arbeitenden Pumpeinheit, welche in dem wie oben angeführten Bremssystem eingesetzt ist, detailliert unter Bezugnahme auf Fig. 2 be­ schrieben.

Die variabel arbeitende Pumpeinheit 300 weist eine Welle 302 auf, die sich durch die Mitte eines Gehäuses 301 erstreckt, wobei ein Ende der Welle mit einem Differentialgetriebe 211 verbunden ist und das andere Ende mit einer Antriebswelle 200 verbunden ist, welche mit dem Rad 210 zusammenwirkt (siehe Fig. 1). Die Welle 302 wird durch ein Lager 303 un­ terstützt und eine Vielzahl hydraulischer Zylinder 304 und hydraulischer Kolben 305 sind an der äußeren Umfangsfläche der Welle 302 befestigt. Weiterhin ist die Taumelscheibe 306, welche zur Unterstützung des Hydraulikkolbens 305 in Längsrichtung bewegbar ist, an der Welle 302 mit einem Wel­ lenbolzen 307 befestigt.

An der Außenseite des Gehäuses 301 sind ein Hebelzylinder 310, der mit dem Hauptzylinder 202 (siehe Fig. 1) verbunden ist, vorgesehen. Des weiteren ist ein Hebelkolben 311, der in dem Hebelzylinder 310 angeordnet ist, und eine erste Fe­ der 312 zum Ausüben einer elastischen Kraft auf den Hebel­ kolben 311 entgegen dem hydraulischen Druck, der auf den Hebelzylinder 310 übertragen wird, vorhanden. Weiterhin ist ein Ende des Hebelkolbens 311 mit einem Hebel 313 verbun­ den, der in Kontakt mit einer hinteren Oberfläche 306b der Taumelscheibe 306 steht. Durch den Betrieb des Hebelkolbens 311 übt der Hebel 313 eine äußere Kraft auf die Taumel­ scheibe 306 aus, um somit dafür zu sorgen, daß die Tau­ melscheibe 306 um den Wellenbolzen 307 geneigt wird. Zu­ sätzlich ist eine zweite Feder 314 zwischen dem Gehäuse 301 und einer vorderen Oberfläche 306a der Taumelscheibe 306 angeordnet, um so der äußeren Kraft durch den Hebel 313 entgegenzuwirken. Ein Anschlag 315 zum Begrenzen der Bewe­ gung der Taumelscheibe 306 aufgrund der elastischen Kraft der zweiten Feder 314 ist vor der hinteren Oberfläche 306b der Taumelscheibe 306 angeordnet.

Der Ringsensor 316 und der Sensor 317 zum Erkennen eines Durchdrehens des Rades sind an der Außenseite des hydrauli­ schen Zylinders 304 bzw. der variabel ausstoßenden Pumpein­ heit 300 angeordnet. Sie übertragen elektrische Signale, welche dem Durchdrehen des Rades entsprechen, an die ECU 222.

Auch ist ein Schrittmotor 318, der gemäß den elektrischen Signalen der ECU 222 betrieben wird, an der Außenseite des Gehäuses 301 angeordnet. Die Welle des Schrittmotors 318 ist mit einer Nocke 319 verbunden, welche in Gleitkontakt mit einem Ende der Taumelscheibe 306 steht.

Bezugnehmend auf die Fig. 1 und 2 wird nachfolgend die Wir­ kungsweise des Bremssystems beschrieben, das wie oben ange­ führt gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.

Wenn das Automobil unter normalen Bedingungen fährt, d. h., in einem Zustand, in dem das Bremspedal 201 nicht betätigt wird, dreht sich die Welle 302, die mit dem Differentialge­ triebe 211 verbunden ist, gemäß der Fahrt des Automobils und dementsprechend dreht sich auch die Taumelscheibe 306, die mit der Welle 302 durch den Wellenbolzen 307 verbunden ist. In diesem Fall kommt die hintere Oberfläche 306b der Taumelscheibe 306 durch die elastische Kraft der zweiten Feder 314 in einen engen Kontakt mit dem Anschlag 315, so daß die Taumelscheibe 306 in einen Zustand gerät, in dem sie senkrecht auf der Welle 302 steht. In anderen Worten ausgedrückt, dreht sich die Taumelscheibe 306 ohne geneigt zu sein, und daher übt der hydraulische Kolben 305, der an der Taumelscheibe 306 befestigt ist, keine Wirkung in dem hydraulischen Zylinder 304 aus. Daher dreht sich die Welle 302 ohne Widerstand und überträgt die Antriebskraft des Au­ tomobils auf das Rad 210.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht, um die Wirkungsweise der va­ riabel arbeitenden Pumpeinheit zu zeigen, wenn das Automobil abgebremst wird.

Wenn zum Bremsen das Bremspedal 201 betätigt wird, wird der hydraulische Druck, der im Hauptzylinder 202 erzeugt wird, durch die erste Flüssigkeitsleitung 251 zum Hebelzy­ linder 310 übertragen, um so den Hebelkolben 311 zu betrei­ ben. Dann übt der Hebel 313, der mit dem Hebelkolben 311 verbunden ist, eine Kraft auf die Taumelscheibe 306 aus, die größer ist als die elastische Kraft der zweiten Feder 314, um so dafür zu sorgen, daß die Taumelscheibe 306 ent­ gegen dem Uhrzeigersinn um den Wellenbolzen 307 geneigt wird.

Wenn sich diese geneigte Taumelscheibe 306 zusammen mit der Welle 302 dreht, verrichtet der hydraulische Kolben 305 in dem hydraulischen Zylinder 304 eine lineare alternierende Bewegung, so daß das durch eine Einleitung 308 in den hy­ draulischen Zylinder 304 eingeführte Öl in die dritte Flüs­ sigkeitsleitung 253 durch eine Ausstoßleitung 309 ausge­ stoßen wird. In diesem Fall wird das Durchflußsteuerven­ til 240 durch den hydraulischen Druck geschlossen, der durch die zweite Flüssigkeitsleitung 252 vom Hauptzylinder 202 übertragen wird, und auch das Magnetventil 221 wird ge­ schlossen, wodurch die dritte Flüssigkeitsleitung 253 abge­ riegelt wird, so daß der auf die dritte Flüssigkeitsleitung 253 übertragene hydraulische Druck graduell ansteigt. Die­ ser Anstieg des hydraulischen Drucks in der geschlossenen dritten Flüssigkeitsleitung 253 erzeugt ein entgegengesetz­ tes Drehmoment, welches die Drehbewegung der Welle 302 be­ hindert, was die Bremskraft auf das Rad 210 zum Ergebnis hat.

Wenn mittlerweile das Rad 210 aufgrund einer außerordentli­ chen auf das Rad 210 ausgeübten Bremskraft oder aufgrund einer Änderung der Bodenbeschaffenheit durchdreht, erkennen der Ringsensor 316 und der Sensor 317 das Durchdrehen und übertragen ein entsprechendes elektrisches Signal an die ECU 222. Dementsprechend öffnet die ECU 222 das Magnetven­ til 221 vom normal schließenden Typ, so daß der hydrau­ lische Druck in der dritten Flüssigkeitsleitung 253 durch das offene Magnetventil und die Bypaßrohre 221 und 256 zu der vierten Flüssigkeitsleitung 254 umgeleitet wird und dann auf die Generatorgruppe 230 übertragen wird. Als Er­ gebnis nimmt das entgegengesetzte Drehmoment, welches die Drehung der Welle 302 behindert, ab und dementsprechend nimmt die auf das Rad 210 einwirkende Bremskraft ab.

Wenn, wie oben beschrieben der hydraulische Druck in der dritten Flüssigkeitsleitung 253 abgelassen wird und daher aufgrund des Öffnens des Magnetventils 221 die Bremskraft abnimmt, und wenn die ECU 222 feststellt, daß keine geeig­ nete Bremskraft auf das Rad 210 ausgeübt wird, schließt die ECU 222 erneut das Magnetventil 221, um das entgegengesetz­ te Drehmoment zum Verhindern der Drehbewegung der Welle 302 zu erzeugen, und dadurch erneut die Bremskraft auf das Rad 210 auszuüben. Eine Wiederholung des oben geschilderten Verfahrens macht das Antiblockierbremsen möglich.

Wenn der hydraulische Druck in der dritten Flüssigkeitslei­ tung 253 größer ist als der auf den Kolben 243 des Durch­ flußsteuerventils 240 ausgeübte, wird der Kolben 243 des Durchflußsteuerventils 240 hinabbewegt, so daß die Flüs­ sigkeit in der dritten Flüssigkeitsleitung 253 durch die Einleitungsöffnung 241 und die Auslaßöffnung 242 in die vierte Flüssigkeitsleitung 254 fließt. Wenn in diesem Fall das Bremspedal 201 weiter betätigt wird, d. h., wenn weitere Kraft auf das Bremspedal 201 ausgeübt wird, hebt sich der Kolben 243 und blockiert die Einleitungsöffnung 241, wo­ durch er die wiederholte Bremskraft, wie oben beschrieben, erzeugt.

Wenn die äußere Kraft, die auf das Bremspedal 201 ausgeübt wurde, abnimmt, so daß der hydraulische Druck des Hauptzy­ linders 202 freigesetzt wird, kommt die hintere Oberfläche 306b der Taumelscheibe 306 aufgrund der elastischen Kraft der zweiten Feder 314 in engen Kontakt mit dem Anschlag 315, wodurch die Taumelscheibe 306 in einem rechten Winkel zur Welle 302 steht. Daher übt der hydraulische Kolben 305, der an der Taumelscheibe 306 befestigt ist, keine Wirkung in dem hydraulischen Zylinder 304 aus und dementsprechend dreht sich die Welle 302 ohne Widerstand und überträgt die Antriebskraft des Automobils auf das Rad 210.

Fig. 4 ist eine Schnittansicht, um die Wirkungsweise der variabel arbeitenden Pumpeinheit zu zeigen, wenn das Automo­ bil die Traktionssteuerfunktion ausübt.

Wenn der Ringsensor 316 und der Sensor 317 ein Durchdrehen eines Rades erkennen, was passieren kann, falls das Auto anfährt, oder auf rutschigem Boden beschleunigt, übertra­ gen sie ein entsprechendes elektrisches Signal an die ECU 222. Gemäß dem Signal betätigt die ECU 222 den Schritt­ motor 318, der an der Außenseite des Gehäuses 301 angeord­ net ist, um dadurch die Nocke 319 zu drehen, so daß die Taumelscheibe 306 entgegen dem Uhrzeigersinn um den Wel­ lenbolzen 307 geneigt wird. Wenn die geneigte Taumelschei­ be 306 zusammen mit der Welle 302 rotiert, führt der hy­ draulische Kolben 305 in dem hydraulischen Zylinder 304 eine lineare alternierende Bewegung aus, so daß das Öl, das durch die Einleitungsöffnung 308 in den hydraulischen Zylinder 304 eingeführt wurde, durch die Auslaßleitung 309 in die dritte Flüssigkeitsleitung 253 ausgestoßen wird. In diesem Fall ist die dritte Flüssigkeitsleitung 253 durch das geschlossene Durchflußkontrollventil und die Magnetven­ tile 240 und 221 abgeriegelt, so daß der auf die dritte Flüssigkeitsleitung 253 übertragene hydraulische Druck gra­ duell ansteigt. Dieser Anstieg des hydraulischen Drucks in der geschlossenen dritten Flüssigkeitsleitung 253 erzeugt ein entgegengesetztes Drehmoment, welches die Drehbewegung der Welle 302 verhindert und die auf das Rad 210 ausgeübte Bremskraft zur Folge hat. Mit dem oben geschilderte Verfah­ ren wird die Traktionskontrolle ausgeführt.

Wenn im Verlauf der wiederholten Bremstätigkeit, wie oben beschrieben, Flüssigkeit unter hohem Druck durch die vierte Flüssigkeitsleitung 254 in den Druckspeicher 231 eingeführt wird, nimmt der Druckspeicher 231 den hohen hydraulischen Druck auf, während er einen vorbestimmten hydraulischen Druck auf die Pumpe 232 überträgt und dadurch die Pumpe 232 betreibt. Die Pumpe 232 ermöglicht es dem Generator 233 Elektrizität zu erzeugen und sie in der Batterie 234 zu speichern, so daß sie, wenn dies notwendig ist, genutzt werden kann.

Das Bremssystem gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet eine variabel arbeitende Pumpeinheit, wie oben beschrieben. Deshalb ist das Bremssystem gemäß der vorliegenden Erfin­ dung sehr vorteilhaft, da die beim Bremsen des Automobils erzeugte Energie nicht auf natürlichem Weg entweicht, son­ dern wiedergewonnen wird und zum Erzeugen und Speichern von Elektrizität genutzt wird. Dies bedeutet einen hohen Wir­ kungsgrad bei der Energienutzung.

Weiterhin kann das Bremssystem die Antiblockier-Bremsfunk­ tion und die Traktionssteuerfunktion durch Steuerung des hydraulischen Drucks der Pumpeinheit ausüben. Daher hat das Bremssystems gemäß der vorliegenden Erfindung einen weite­ ren Vorteil, nämlich daß es keinen Bremsverstärker und kei­ ne Scheibenbremse benötigt, was bedeutet, daß sein Aufbau vereinfacht und seine Größe und sein Gewicht reduziert wer­ den können. Darüber hinaus kann das Betriebsgeräusch des Sy­ stems stark reduziert werden.

Auch wenn die vorliegende Erfindung speziell unter Bezug auf eine besondere Ausführungsform gezeigt und erklärt wur­ de, werden Fachleute auf dem Gebiet verstehen, daß ver­ schiedene Änderungen in Form und Details daran vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und dem Umfang der Erfin­ dung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert, abzu­ weichen.

Claims (16)

1. Automobil-Bremssystem mit einer variabel arbeitenden, insbesondere ausstoßenden Pumpeinheit (300), wobei das Bremssystem

• - ein Bremspedal (201), welches im Bereich eines Fah­ rersitzes angeordnet ist,
• - einen Hauptzylinder (202) zum Erzeugen eines hy­ draulischen Drucks, wenn eine auf das Bremspedal (201) ausgeübte Kraft empfangen wird,
• - eine durch den Hauptzylinder (202) variabel arbei­ tende Pumpeinheit (300) zur Ausübung eines Pump­ betriebs, und
• - einen Steuerabschnitt (220), welcher einen Fahrzu­ stand des Automobils erkennt und so steuert, daß eine geeignete Bremskraft auf ein Rad (210) des Au­ tomobils ausgeübt wird, aufweist.

2. Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Durchflußsteuerventil (240) aufweist, wel­ ches den von der variabel arbeitenden Pumpeinheit (300) übertragenen Druck so steuert, daß ein entgegen­ gesetztes Drehmoment auf die variabel arbeitende Pump­ einheit (300) ausgeübt und dadurch das Rad (210) des Automobils abgebremst wird.

3. Bremssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerabschnitt (220) eine elektronische Steuereinheit (222), die ein Durchdrehen des Rades (210) bestimmt und einen Befehl gibt, sowie ein Magnetventil (221) aufweist, welches entsprechend dem Befehl von der Steuereinheit (222) Öl, welches von der variabel arbeitenden Pumpeinheit (300) ausgestoßen wird, zurückhält oder umleitet.

4. Bremssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (221) mit einem Druckspeicher (231) zum Aufnehmen des von dem Magnetventil (221) umgeleiteten hydraulischen Druckes, mit einer Pumpe (232), die durch den hydraulischen Druck betrieben wird, der von dem Druckspeicher (231) übertragen wird, mit einem Generator (233) zur Erzeugung von Elektri­ zität durch eine Antriebskraft der Pumpe (232) und mit einer Batterie (234) zum Speichern der Elektrizität, die von dem Generator (233) erzeugt wurde, verbunden ist.

5. Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die variabel arbeitende Pumpeinheit (300) ein Ge­ häuse (301), eine Einleitungsöffnung (308) und eine Auslaßöffnung (309), die in dem Gehäuse (301) ausge­ bildet sind, eine Welle (302), die sich durch eine Mitte des Gehäuses (301) erstreckt, und eine Taumel­ scheibe (306) aufweist, die an der Welle (302) befe­ stigt ist.

6. Bremssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (302) ein erstes Ende aufweist, das mit einem Differentialgetriebe (211) des Automobils ver­ bunden ist und ein zweites Ende, das mit einer An­ triebswelle (200) verbunden ist, die der Drehbewegung des Rades (210) folgt, und daß eine Vielzahl hydrauli­ scher Zylinder (304) und hydraulischer Kolben (305) an einer äußeren Oberfläche der Welle (302) befestigt ist.

7. Bremssystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Taumelscheibe (306) an der Welle (302) mit ei­ nem Wellenbolzen (307) derart befestigt ist, daß die Taumelscheibe (306) um den Wellenbolzen (307) als Drehachse geneigt wird, wobei die Taumelscheibe (306) zusammen mit der Welle (302) drehbar ist.

8. Bremssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der hydraulischen Kolben (305) an der Taumelscheibe (306) befestigt ist, so daß die hydrau­ lischen Kolben (305) durch die Rotation der Taumel­ scheibe (306) eine lineare alternierende Bewegung in den hydraulischen Zylindern (304) ausführen.

9. Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die variabel arbeitende Pumpeinheit (300) einen Hebel (313) zur Ausübung einer äußeren Kraft auf die Taumelscheibe (306) aufweist, um dadurch die Taumel­ scheibe (306) zu neigen, eine zwischen einem Gehäuse (301) und der Taumelscheibe (306) angeordnete Feder (314), um eine elastische Kraft auf die Taumelscheibe (306) in einer Richtung entgegen dem Hebel (313) aus­ zuüben, und einen Anschlag (315), der vor einer hin­ teren Oberfläche (306b) der Taumelscheibe (306) ange­ ordnet ist, um eine durch die elastische Kraft der Fe­ der (314) verursachte Bewegung der Taumelscheibe (306) zu begrenzen.

10. Bremssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (313) mit einem Kolben (311) in einem Zylinder (310) verbunden ist, der an einer äußeren Oberfläche des Gehäuses (301) installiert ist, so daß der Hebel (313) durch eine lineare alternierende Bewe­ gung des Kolbens (311) betrieben wird.

11. Bremssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (311) die lineare alternierende Bewegung durch den hydraulischen Druck ausführt, der von dem Hauptzylinder (202) erzeugt wird.

12. Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der variabel arbeitenden Pumpeinheit (300) ein Ringsensor (316) und ein Sensor (317) zum Erkennen ei­ nes Durchdrehens des Rades (210) an einer Außenseite eines hydraulischen Zylinders (304) bzw. an einer Außenseite eines Gehäuses (301) angeordnet sind.

13. Bremssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringsensor (316) und der Sensor (317) mit einer elektronischen Steuereinheit (222) verbunden sind, und elektrische Signale an die elektronische Steuereinheit (222) übertragen, die dem Durchdrehen des Rades (210) entsprechen.

14. Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die variabel arbeitende Pumpeinheit (300) einen Schrittmotor (318) aufweist, der an einer Außenseite eines Gehäuses (301) der variabel arbeitenden Pumpein­ heit (300) angeordnet ist, wobei der Schrittmotor (318) gemäß einem elektrischen Signal von einer elek­ tronischen Steuereinheit (222) betrieben wird.

15. Bremssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrittmotor (318) eine Nocke (319) aufweist, die in einem Gleitkontakt mit einem Ende einer Taumel­ scheibe (306) steht.

16. Bremssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur Neigung der Taumelscheibe (306) die Nocke (319) beaufschlagt durch den Schrittmotor (318) dreh­ bar ist.