DE19829051C2 - Hydraulische Fahrzeugbremsvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Fahrzeug­ bremsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Verschiedene Arten von hydraulischen Bremsvorrichtungen sind bekannt und bereits auf dem Markt, eingeschlossen eine Vorrich­ tung eines Typs, die mit einer hydraulischen Druckverstärkungs­ einrichtung versehen ist. Die US 3,928,970 beschreibt einen fremdkraftunterstützten Haupt­ bremszylinder, der eine Druckquelle verwendet, und einen in einer Zylinderbohrung bewegbaren Kolben, einen Druckraum vor dem Kolben mit einem Auslaß zur Verbindung mit einem Bremskreis, eine Verstärkerkammer hinter dem Kolben mit einem Einlaß zur Verbindung zur Druckquelle und eine Steuerventilbaugruppe zur Steuerung der Zuführung des Fluids von der Druckquelle zu der Verstärkerkarmmer hat. Aufgabe dieses Patents war es, eine Baugruppe zu schaffen, in der ein Kolben pedalbetätigt ist, die jedoch keinen bewegbaren Einlaß oder Einlaßdichtungen erfordert, die sich unter Druck bewegen. Es ist dort eine Hauptzylinderbaugruppe beschrieben, die einen ersten Kolben und einen zweiten Kolben hat, zwischen denen ein erster Druckraum begrenzt und mit einem hydraulischen Druck­ kreis verbunden ist. Vor dem zweiten Kolben ist ein zweiter Druckraum begrenzt und mit einem Raum hinter dem ersten Kolben verbunden. Ein Einlaßventilelement ist vorgesehen/ um den von der Druckquelle abgegebenen Druck in den zweiten Druckraum ein­ zuleiten, und es ist ein Auslaßventil vorgesehen, um den zwei­ ten Druckraum mit einem Speicher zu verbinden, wobei diese Ven­ tilelemente ausgelegt sind, in Antwort auf eine Bewegung des zweiten Kolbens betätigt zu werden.

Ferner ist, um eine Bremskraft zu erhöhen, wenn in einem Not­ fall eine schnelle Bremsbetätigung vorliegt, in der JP 9-24818 A eine Fahrzeug­ bremssteuervorrichtung vorgeschlagen, welche einen Regler zum Regeln des von einer Leistungsquelle abgegebenen Leistungs­ drucks aufweist und geregelten Druck bei normalem Bremsbetrieb den Radbremszylindern zuführt, und die eine Umschalteinrichtung aufweist, um im Fall eines Notbremsvorgangs die Druckquelle un­ mittelbar mit den Radbremszylindern zu verbinden. Diese Veröf­ fentlichung beschreibt einen Regler, der ein Steuerventil ver­ wendet, und beschreibt eine Einrichtung zur Veränderung einer den regulierten Druck empfangenden Fläche, um eine gewünschte Eigenschaft des geregelten Drucks dem Hauptzylinderdruck hinzu­ zufügen. In der Praxis ist ein elastisches Element, wie ein Gummi, über ein Eingriffselement vor dem Steuerventil positio­ niert, um den auf das Steuerventil aufgebrachten Druck in Über­ einstimmung mit dem Anstieg der das Eingriffselement berühren­ den Fläche des elastischen Elements zu begrenzen. Ebenso be­ schreibt die JP 9-24819 A eine Vorrichtung zur Erhöhung der Bremskraft im Fall einer Not­ bremsung.

Gemäß den zuvor beschriebenen JP 9-24818 A und JP 9-24819 A ist es möglich, die Brems­ kraft im Fall einer Notbremsung zu erhöhen. Jedoch können diese Vorrichtungen lediglich zwei Arten von Kennlinien für den Hauptzylinderdruck bei einer Bremseingangskraft für den norma­ len Bremsbetrieb und den Notbremsbetrieb zur Verfügung stellen. Mit anderen Worten, es ist unmöglich eine bestimmte Beziehung oder Kennlinie einer Fahrzeugverzögerung zur Bremseingangskraft aufrecht zu erhalten, indem die Kennlinie des Hauptzylinder­ drucks in Antwort auf beispielsweise Veränderungen der Beladung des Fahrzeugs und des Reibungskoeffi­ zienten eines Bremsbelags verändert wird, um die Bremseigen­ schaften zu verbessern.

Die in der US 3,928,970 zuvor beschriebene Vorrichtung mit dem Einlaßventil und dem Auslaßventil ist nicht geeignet, die Bremskraft im Fall der Notbremsung zu erhöhen, im Unter­ schied zu jenen Vorrichtungen, die in den Veröffentli­ chungen JP 9-24818 A und JP 9-24819 A gezeigt sind, so daß es schwie­ rig ist, die Bremseigenschaften der Vorrichtung zu verbessern.

Ferner ist in der nachveröffentlichten DE 197 22 684 A1 ei­ ne Hydraulikbremsvorrichtung beschrieben, die einen Brems­ hilfsdruck regeln kann und eine Druckverminderungsvorrich­ tung besitzt, um den Bremshilfsdruck beim Lösen der Bremse schnell in der zugehörigen Kammer abzubauen. Die Druckver­ minderungsvorrichtung umfasst eine mit der Betätigungsstan­ ge des Bremspedals verbundene Ventileinrichtung, die beim Niederdrücken des Pedals geschlossen und bei der Freigabe des Pedals geöffnet wird.

Schließlich zeigt die nachveröffentlichte DE 197 22 687 A1 eine Hydraulikbremsvorrichtung, die eine nichtlineare Re­ gelcharakteristik für den Bremshilfsdruck in Abhängigkeit von dem Pedalweg zeigt. Dabei wird der Bremsdruck mit zu­ nehmendem Pedalweg vermindert, indem ein in Abhängigkeit von der Pedalbetätigung und dem Bremsdruck bewegtes Regel­ ventil gegen ein elastisches Element anschlägt, wodurch das Regelventil bremsdruckabhängig geschlossen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug zu schaffen, welche einen Zusammenhang eines Hauptzylinderdrucks mit einer Bremseingangskraft auf verschiedene Weise verändern kann.

Diese Aufgabe wird durch eine hydraulische Fahrzeug­ bremsverrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispiels in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer hydraulischen Bremsvorrichtung;

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht eines Reglers in der hydraulischen Bremsvorrichtung;

Fig. 3 bis 5 Diagramme die einen Zusammenhänge des Hauptzylin­ derdrucks "Pm" zur Bremseingabekraft "F" zeigen;

Fig. 6 ein Schaltkreisdiagramm eines anderen Ausführungsbei­ spiels einer Drucksteuerventileinrichtung zur Verwendung in der hydraulischen Bremsvorrichtung.

In Fig. 1 ist eine hydraulische Bremsvorrichtung für ein Fahr­ zeug gezeigt, die einen Zylinderkörper 1h mit einem Hauptzylinderab­ schnitt und einem Reglerabschnitt hat. Der Reglerabschnitt ist in dem Zylinderkörper 1h auf der Vorderseite des Fahrzeugs (links in Fig. 1) ausgebildet und der Hauptzylinderabschnitt ist in dem Zylinderkörper 1h auf der Rückseite des Fahrzeugs ausgebildet und ein Bremspedal 2 ist dahinter angeordnet, um als manuell betätigtes Bremselement zu dienen. Wenn eine Niederdrückkraft auf das Bremspe­ dal 2 aufgebracht wird, wird die Kraft als Bremseingangskraft auf dem Hauptzylinderabschnitt über eine Schubstange 3 und ein Eingangselement 4 übertragen. In Antwort auf die Bremseingangs­ kraft wird der erzeugte hydraulische Bremsdruck von dem Hauptzylinderabschnitt zu Radbremszylindern Wfr, Wfl zugeführt, die mit vorderen rechten und linken Rädern FR, FL wirkverbunden sind, und der hydraulische Bremsdruck, der in dem Reglerab­ schnitt erzeugt ist, wird zu Radbremszylindern Wrr, Wrl zuge­ führt, welche mit hinteren rechten und linken Rädern RR, RL je­ weils wirkverbunden sind (Fig. 1 zeigt lediglich die Rad­ bremszylinder Wfr, Wrr welche mit einem vorderen rechten Rad FR bzw. einem hinteren rechten Rad RR wirkverbunden sind).

In dem Zylinderkörper 1h ist eine gestufte Bohrung ausgebildet, welche Bohrungen 1a, 1b, 1c mit voneinander verschiedenen In­ nendurchmessern hat, und in der ein Hauptkolben 10 und ein Steuerkolben 21 aufgenommen sind, um eine Druckkammer R2 zwi­ schen dem Hauptkolben 10 und dem Steuerkolben 21 zu begrenzen. Das hintere Ende der Bohrung 1a ist mit einer Verstärkungskam­ mer oder Leistungskammer R1 verbunden, die einen Innendurchmes­ ser hat, der größer ist als jener der Bohrung 1a. Der Steuer­ kolben 21 ist fluiddicht und gleitend in die Bohrung 1b mit dem kleinsten Durchmesser eingesetzt. Der Hauptkolben 10 hat zwei Kolben 11, 12, deren Endabschnitte in der Bohrung 1b bzw. in der Bohrung 1a aufgenommen sind, die einen größeren Durchmesser haben als die Bohrung 1b. Dies bedeutet, ein Bundabschnitt 11a mit kleinem Durchmesser ist um eine Außenfläche eines vorderen Abschnitts des Kolbens 11 ausgebildet und ein Bundabschnitt 11b eines großen Durchmessers ist an einem hinteren Abschnitt des Kolbens 11 mit einem bestimmten Axialabstand von dem Bundab­ schnitt 11a ausgebildet. Der Bundabschnitt 11a hält ein ring­ förmiges tassenartiges Dichtelement 14, um fluiddicht und glei­ tend in der Bohrung 1b aufgenommen zu sein, während der Bundab­ schnitt 11b gleitend in der Bohrung 1a aufgenommen ist, um an dem Kolben 12 anzuliegen.

Der Kolben 11 hat einen zylindrischen Stützabschnitt 11s, der sich von dem Ende des Bundabschnitts 11a erstreckt, und hat ei­ ne Ausnehmung 11e, die axial in dem Stützabschnitt 11s ausge­ bildet ist. Ferner hat der Kolben 11 einen Radialkanal 11c und einen Axialkanal 11d, der damit verbunden und offen ist, um mit der Ausnehmung 11e verbunden zu sein, in welcher ein Ventilele­ ment 25 gleitend aufgenommen ist. Ein Halter 16 ist an dem Stützabschnitt 11s befestigt, um das Ventilelement 25 an einer Bewegung in Richtung auf den Steuerkolben 21 zu hindern. Ein Ende des Ventilelements 25 ist mit einem aus einem elastischen Material, wie Gummi gemachten Element bedeckt, welches an dem Kanal 11d anliegen kann, um selbigen zu verschließen. An dem anderen Ende des Ventilelements 25 ist eine Stange 25b einstüc­ kig mit dem Ventilelement 25 ausgebildet und ein Eingriffsab­ schnitt 25c ist am vorderen Ende der Stange 25b vorgesehen. Im Bundabschnitt 11a des Kolbens 11 ist ein Axialkanal 11f ausge­ bildet. Das ringförmige Dichtelement 14 ist an einem offenen Ende des Kanals 11f, der mit der Druckkammer R2 verbunden ist, angeordnet, um ein Einwegventil oder ein Rückschlagventil zu schaffen. Entsprechend kann eine Fluidkammer R5, die mit einem Speicher 6 über einen Kanal 1e verbunden ist, über die Kanäle 11c, 11d und 11f mit der Druckkammer R2 verbunden werden.

Hinter dem Kolben 11 ist der Kolben 12 angeordnet, der einen an seinem vorderen Abschnitt um seine äußere Oberfläche ausgebil­ deten Bundabschnitt 12a hat und mit einem ringförmigen Dichte­ lement 12b versehen ist, um fluiddicht und gleitend in der Boh­ rung 1a aufgenommen zu sein. Somit sind die Leistungskammer R1 und die Fluidkammer R5 durch das Dichtelement 12b voneinander getrennt. Am hinteren Ende des Kolbens 12 ist eine Ausnehmung 12c ausgebildet, in der das Eingangselement 4 aufgenommen ist und das vordere Ende des Kolbens 12 ist mit einem Kontaktele­ ment 5 verschraubt. Der Kolben 12 ist so angeordnet, daß sein vorderes Ende dem hinteren Ende des Kolbens 11 gegenüberliegt und die Niederdrückkraft des Bremspedals 2 über das Eingangs­ element 4 und das Kontaktelement 5 auf den Kolben 11 übertragen werden kann. Ein Hauptkörper des Kolbens 12 ist von einer zy­ lindrischen Hülse 17 gehalten, deren innere Oberfläche und äu­ ßere Oberfläche mit Ringnuten versehen sind und die zudem eine Ringnut an der inneren Oberfläche hat, die von diesen um einen bestimmten Axialabstand entfernt ist. Ringförmige Dichtelemente 17a, 17b und 17c sind in diesen Nuten aufgenommen, um eine Dichteigenschaft gegenüber der Leistungskammer R1 sicherzustel­ len. Der Kolben 11 und der Kolben 12 können als ein Körper aus­ gebildet sein.

In dem vorderen Abschnitt des Zylinderkörpers 1h ist der Reg­ lerabschnitt mit einem Steuerventilmechanismus ausgebildet und mit einer Hilfsdruckquelle 40 zur Abgabe des Leistungsdrucks verbunden. Der Reglerabschnitt ist ausgelegt, den Leistungs­ druck zu regeln, um einen geregelten Druck zu erzeugen. Die Hilfsdruckquelle 40 hat eine hydraulische Druckpumpe 43, die mittels eines Elektromotors 42 angetrieben ist, und deren Ein­ laß mit dem Speicher 6 und deren Auslaß mit dem Sammler 44 ver­ bunden ist, über den der Leistungsdruck über einen Kanal 1p zu einem Kanal 31d zugeführt wird. Der Steuerkolben 21 hat ein Paar Bundabschnitte 21a, 21b, welche um seine äußere Oberfläche mit einem vorbestimmten Axialabstand dazwischen voneinander entfernt ausgebildet sind, und in der Bohrung 1c aufgenommen sind. Ein ringförmiges Dichtelement 24 ist lediglich in dem vorderen Bundabschnitt 21a vorgesehen, und der Vorderraum und Rückraum des hinteren Bundabschnitts 21b sind miteinander ver­ bunden. Folglich sind die Druckkammer R2 und eine Reglerkammer R3, die nachfolgend beschrieben wird, durch das Dichtelement 24 getrennt, und die Druckkammer R2 ist zwischen dem Dichtelement 24 und dem an dem Bundabschnitt 11a des Kolbens 11 angebrachten Dichtelement 14 begrenzt.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, hat der Steuerkolben 21 einen Kanal 21c, welcher radial ausgebildet ist und sich axial erstreckt, um am hinteren Ende offen zu sein. Ein Eingriffsstift 28 ist an dem Zylinderkörper 1h am hinteren Ende des Bundabschnitts 21a befestigt, so daß sich der Steuerkolben 21 vorwärts bewegen kann, jedoch an einer Rückwärtsbewegung gehindert ist, d. h. der Steuerkolben wird daran gehindert, sich über den Stift 28 hinweg in Richtung auf den Hauptkolben 10 zu bewegen. Der Steu­ erkolben 21 hat einen zylindrischen Stützabschnitt 21s einstüc­ kig damit, um den Kanal 21c zu umschließen. Ein Eingriffsab­ schnitt 25c ist an dem Ventilelement 25 ausgebildet und in dem Stützabschnitt 21s angeordnet. Ein Halter 26 ist an dem Stütz­ abschnitt 21s angebracht und mit dem Eingriffsabschnitt 25c in Eingriff, um das Ventilelement 25 daran zu hindern, sich in Richtung auf den Hauptkolben 10 zu bewegen. Am vorderen Ende des Steuerkolbens 21 ist eine Ausnehmung ausgebildet, in wel­ cher ein hinterer Endabschnitt eines spindelförmigen Ventilkör­ pers oder einer Spindel 32 gehalten ist, wie später beschrieben wird.

Eine zylindrische Hülse 31 und ein Einstellelement 36 sind in der gestuften Bohrung 1c aufgenommen, die mit der Bohrung 1b verbunden ist. Eine Reglerkammer R3 ist zwischen der Hülse 31 und dem Steuerkolben 21 begrenzt. Die Hülse 31 und das hülsen­ artige Einstellelement 36 haben eine Vielzahl von Ringnuten an ihrem Außenumfang und ringförmige Dichtelemente sind jeweils in den Nuten aufgenommen. Zwischen benachbarten Dichtelementen sind Radialkanäle 31d, 31f ausgebildet und ein Radialkanal 36b ist in dem Einstellelement 36 ausgebildet. Die Spindel 32 ist gleitend in dem Hohlabschnitt der Hülse 31 aufgenommen und aus­ gelegt, den Öffnungsabschnitt des Kanals 31f in Übereinstimmung mit einer Vorwärtsbewegung der Spindel 32 zu verschließen. Die Hülse 31 hat einen Kanal 31e, dessen eines Ende mit dem Kanal 31f verbunden ist und dessen anderes Ende mit der Reglerkammer R3 verbunden ist. Wenn der Kanal 31f geöffnet ist, ist die Reg­ lerkammer R3 mit einem Kanal 15 über die Kanäle 31e, 31f ver­ bunden. Der Kanal 31d ist mit der Hilfsdruckquelle 40 über den Kanal 1p verbunden, während er durch die Außenumfangsfläche der Spindel 32 verschlossen ist, wenn die Spindel 32 in einer in Fig. 1 gezeigten Stellung ist. Ferner ist eine Ringnut 31e an der Innenumfangsfläche der Hülse 31 hinter dem Kanal 31d ausge­ bildet. Der Kanal 36b ist mit einem Kanal 1r verbunden.

Ein Plunger 35 ist in das vordere Ende der Spindel 32 einge­ setzt, um sich axial davon zu erstrecken. Das hintere Ende der Spindel 32 ist in der Reglerkammer R3 positioniert und mit dem Steuerkolben 21 in Eingriff. Ein Halter 33 ist in der Ausneh­ mung des Steuerkolbens 21 abgestützt und eine Feder 34 ist zwi­ schen der Hülse 31 und dem Halter 33 angeordnet, um die Spindel 32 zur Anlage gegen den Steuerkolben 21 vorzuspannen. Wenn der Steuerkolben 21 in seiner Ausgangsposition positioniert ist, d. h. hinterste Stellung, ist der Öffnungsabschnitt des Kanals 31f nicht durch die Spindel 32 verschlossen, sondern die Reglerkam­ mer R3 ist mit dem Speicher 6 über die Kanäle 31e, 31f der Hül­ se 31 verbunden und der Kanal 15 ist mit Bremsflüssigkeit unter Atmosphärendruck gefüllt. Eine Ringnut 32b ist in einem vorbe­ stimmten Bereich der Außenfläche der Spindel 32 längs der Achse der Spindel 32 ausgebildet, so daß das hintere Ende der Hülse 32 in der Mitte des Bereichs positioniert ist, wenn die Spindel 32 in ihrer hintersten Stellung ist. Ferner ist eine Ringnut 32c in einem vorbestimmten Bereich der Außenfläche der Spindel 32 in einem vorbestimmten Abstand weg von der Nut 32b ausgebil­ det, um der Nut 31c der Hülse 31 gegenüberzuliegen.

Entsprechend ist der Druck in der Reglerkammer R3 mit dem Spei­ cher 6 über die Kanäle 31e, 31f verbunden und der Kanal 15 ist unter Atmosphärendruck. Wenn die Spindel 32 in Antwort auf eine Bewegung des Steuerkolbens 21 bewegt wird, wird der Kanal 31f der Hülse 31 verschlossen und die Nut 31d der Hülse 31 liegt der Nut 32c der Spindel 32 gegenüber und gleichzeitig liegt die Nut 31c dem Kanal 32b gegenüber, so daß die Reglerkammer R3 mit der Hilfsdruckquelle 40 verbunden ist, von der der Leistungs­ druck in die Reglerkammer R3 zugeführt wird, um den Druck darin anzuheben. Die Reglerkammer R3 ist mit der Leistungskammer R1 über einen Kanal 1q verbunden, der in dem Zylinderkörper 1h ausgebildet ist.

Das Einstellelement 36 hat einen darin begrenzten Hohlab­ schnitt, um eine gestufte Bohrung zu schaffen, deren Abschnitt kleinen Durchmessers ausgelegt ist, ein längs der Achse des Elements 36 bewegbares Übertragungselement 37 aufzunehmen, des­ sen hintere Endfläche der vorderen Endfläche des Plungers 35 gegenüberliegt. Ein beispielsweise aus Gummi gefertigtes ela­ stisches Element 38 ist in einem Abschnitt großen Durchmessers der gestuften Bohrung in dem Element 36 angeordnet, um an der vorderen Endfläche des Übertragungselements 37 anzuliegen. Ge­ mäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat das Übertragungse­ lement 37 ein Element in Form eines Kegelstumpfs. Statt dessen kann der vordere Endabschnitt des Übertragungselements 37 als Kegelstumpf geformt sein. Ein Stopfen 39 ist in das vordere En­ de des Hohlabschnitts des Einstellelements 36 eingesetzt, um eine Gegenkraftdruckkammer R4 zwischen dem Stopfen 39 und dem elastischen Element 38 zu begrenzen. Die Gegenkraftkammer R4 ist mit einem Drucksteuerventil PCV über den Kanal 36b und den Kanal 1r verbunden. Die Druckkammer R2 ist mit dem Radzylinder Wfr über einen Kanal 1n verbunden, während die Leistungskammer R1 mit dem Radzylinder Wrr über einen Kanal 1k verbunden ist. Das Drucksteuerventil PCV ist mit dem Sammler 44 der Hilfs­ druckquelle 40 verbunden, um den Leistungsdruck davon zuzufüh­ ren, und ist mit dem Speicher 6 über die Kanäle 1t und 1s ver­ bunden, um den Druck davon abzulassen, so daß der Druck propor­ tional zu einem von einer elektronischen Steuereinheit ECU zu­ geführten elektrischen Strom abgelassen wird. Dies bedeutet, daß das Drucksteuerventil PCV durch die elektronische Steuer­ einheit ECU gesteuert ist und normalerweise in einer Stellung ist, in der es die Verbindung zwischen einem Druckauslaßan­ schluß und einem Druckeinlaßanschluß unterbricht, und den Druckauslaßanschluß mit einem Ablaßanschluß verbindet, wie in Fig. 1 gezeigt ist.

Fig. 2 zeigt vergrößert den Reglerabschnitt mit dem oben be­ schriebenen Steuerventilmechanismus. Die Spindel 32 ist als ein gestuftes zylindrisches Element ausgebildet, mit einem Hauptab­ schnitt mit kleinem Durchmesser und einem Abschnitt 32e mit großem Durchmesser, der zur Anlage an dem Steuerkolben 21 mit­ tels der Feder 34 über den Halter 33 vorgespannt ist. Wenn der Druck in der Reglerkammer R3 ansteigt, wird der Abschnitt gro­ ßen Durchmessers 32e gegen den Steuerkolben 21 gedrückt. Die Hülse 31 ist ein gestuftes zylindrisches Element mit einem Ab­ schnitt großen Durchmessers an ihrem vorderen Ende und einem Abschnitt kleinen Durchmessers an ihrem hinteren Ende, wobei ein Kanal 31d dazwischen ausgebildet ist. Wenn der Leistungs­ druck von der Hilfsdruckquelle 40 durch den Kanal 31d in einen Raum zwischen dem Abschnitt großen Durchmessers und dem Ab­ schnitt kleinen Durchmessers der Hülse 31 und zwischen der Au­ ßenfläche der Hülse 31 und der Innenfläche der Zylinderbohrung zugeführt wird, wird die Hülse 31 beaufschlagt, um die Endflä­ che ihres Abschnitts großen Durchmessers gegen das Einstell­ element 36 anzulegen. Wie zuvor beschrieben wurde, ist das Ein­ stellelement 36 das zylindrische Element mit dem in seinem Hohlabschnitt aufgenommenen Übertragungselement 37. Das elasti­ sche Element 38 ist zur Anlage gegen die vordere Endfläche des Übertragungselements gehalten und das hintere Ende des Übertra­ gungselements 37 ist angeordnet, dem an dem vorderen Ende der Spindel 32 angeordneten Plunger 35 gegenüberzuliegen. Wenn der hydraulische Druck der Gegendruckkammer R4 durch das Druck­ steuerventil PCV zugeführt und auf das elastische Element 38 aufgebracht wird, wird die Spindel 32 nach hinten bewegt, um den geregelten Druck in der Reglerkammer R3 zu vermindern.

Fig. 1 und 2 zeigen einen Zustand der Vorrichtung, wenn das Bremspedal 2 nicht niedergedrückt ist. Wenn das Bremspedal 2 niedergedrückt wird, um die Kolben 11, 12 nach vorne (nach links in Fig. 1) über die Schubstange 3, das Eingangselement 4 und das Kontaktelement 5 zu schieben, gelangt das Ventilelement 25 in Anlage mit dem Kolben 11, um den Kanal 11d durch das elastische Element des Ventilelements 25 zu verschließen, so daß die Verbindung zwischen der Druckkammer R2 und der Fluid­ kammer R5 unterbrochen ist, um einen geschlossenen Zustand zu schaffen. In dem Fall, in welchem die Verbindung zwischen der Druckkammer R2 und der Fluidkammer R5 unterbrochen ist, werden, wenn die Kolben 11, 12 in Antwort auf das Niederdrücken des Bremspedals 2 bewegt werden, diese sich zusammen als ein Körper bewegen, weil der Kolben 11, wie in Fig. 1 gezeigt ist, durch die Feder 19 gehalten ist. Im Ergebnis wird der Kanal 31f durch die Spindel 32 verschlossen, welche in dem Steuerkolben 21 ge­ halten ist, um die Verbindung mit dem Speicher 6 zu unterbre­ chen. Gleichzeitig wird der Leistungsdruck von der Hilfs­ druckquelle 40 durch die Kanäle 1p, 31d und die Nuten 31c, 32c und 32b der Reglerkammer R3 und dann der Leistungskammer 1 über den Kanal 1q zugeführt. Durch den Druck in der Leistungskammer R1 werden die Kolben 11, 12 zur Vorwärtsbewegung unterstützt, um dadurch die Druckkammer R2 weiter zu komprimieren und den hydraulischen Bremsdruck, d. h. den Hauptzylinderdruck über den Kanal 1n zu dem Radbremszylinder Wfr und den geregelten Druck von der Leistungskammer R1 über den Kanal 1a zu dem Radbremszy­ linder Wrr zuzuführen.

Unter der Annahme, daß ein Druck gleich dem geregelten Druck der Gegenkraftkammer R4 zugeführt wird, bis die durch den Druck in der Gegenkraftkammer R4 hervorgerufene Kraft durch das ela­ stische Element 38 und das Übertragungselement 37 auf den Plun­ ger 35 übertragen wird, wird, wenn die auf den Steuerkolben 21 durch den geregelten Druck in der Reglerkammer R3 aufgebrachte Kraft die durch den Hauptzylinderdruck in der Druckkammer R2 auf den Steuerkolben 21 aufgebrachte Kraft übersteigt, der Steuerkolben 21 nach hinten bewegt, um den Kanal 31f zu öffnen und mit dem Speicher 6 zu verbinden, so daß der Druck in der Reglerkammer R3 vermindert wird. Wenn die Beziehung zwischen den auf den Steuerkolben 21 aufgebrachten Kräften umgekehrt wird, wird der Steuerkolben 21 vorwärts bewegt, um den Kanal 31f zu verschließen und die Reglerkammer R3 mit der Hilfs­ druckquelle 40 über den Kanal 31d etc. zu verbinden, so daß der Druck in der Reglerkammer R3 ansteigt. Mit der oben beschriebe­ nen Bewegung der Spindel 32, die in Antwort auf die Bewegung des Steuerkolbens 21 wiederholt wird, wird die durch den gere­ gelten Druck auf den Steuerkolben 21 aufgebrachte Kraft gere­ gelt, um gleich der auf den Steuerkolben 21 durch den Hauptzy­ linderdruck aufgebrachten Kraft zu sein. Bis die durch den Druck in der Gegenkraftkammer R4 erzeugte Kraft über das ela­ stische Element 38 und das Übertragungselement 37 auf den Plun­ ger 35 übertragen wird, wird der geregelte Druck im wesentli­ chen proportional zum Hauptzylinderdruck abgegeben, wodurch ei­ ne Anfangskennlinie oder anfängliche Charakteristik des hydrau­ lischen Bremsdrucks geschaffen ist.

Wenn der geregelte Druck weiter angehoben wird, um den in die Gegenkraftkammer R4 zugeführte Druck zu erhöhen, und wenn ein Mittenabschnitt des elastischen Elements 38 deformiert und nach hinten verlagert wird, liegt das Übertragungselement 37 an dem Plunger 35 an, um die Spindel 32 nach hinten zu drücken, wobei die Öffnungsfläche des Kanals 31f vergrößert wird. Folglich wird der geregelte Druck in der Reglerkammer R3 vermindert, um eine hydraulische Bremsdruckcharakteristik zu schaffen, welche im wesentlichen proportional zum Hauptzylinderdruck ist, die jedoch eine kleinere Anstiegsrate hat, als jene der Anfangscha­ rakteristik des Bremsdrucks, d. h. ein sanft ansteigender Gra­ dient des Hauptzylinderdrucks zu der Bremseingangskraft.

Fig. 3 zeigt eine hydraulische Bremsdruckcharakteristik des Hauptzylinderdrucks, die in Antwort auf die Bremseingangskraft verändert ist, wenn der Druck gleich dem geregelten Druck der Gegenkraftkammer R4 zugeführt wird. In der Kennlinie oder der Beziehung des Hauptzylinderdrucks "Pm" zu der Bremseingangs­ kraft "F", wie in Fig. 3 gezeigt ist, wird ein Gradient von ΔPm/ΔF auf der Basis eines Gleichgewichts zwischen der auf die Kolben 11, 12 aufgebrachten Kraft und der auf den Steuerkolben 21 aufgebrachten Kraft wie folgt erhalten:

ΔPm/ΔF = 1/{C - β . (B - A - Re1)}

β = C/(C - D + α . E + Re2)

wobei "A" einer Fläche eines hinteren Endabschnitts des Kolbens 12 entspricht, d. h. ein durch die Hülse 17 abgestützter Ab­ schnitt, "B" einer Fläche eines Bundabschnitts 12a des Kolbens 12 entspricht, "C" einer Fläche eines Bundabschnitts 21a des Steuerkolbens 21 entspricht, "D" einer Fläche eines vorderen Endabschnitts der Spindel 32 entspricht, "E" einer Fläche eines das Übertragungselement 37 berührenden Abschnitts des elasti­ schen Elements 38 entspricht, "Pp" dem geregelten Druck ent­ spricht, "Pr" dem Druck in der Gegenkraftkammer R4 entspricht, "α" ein Druckkoeffizient entsprechend einer Beziehung (PR = α . Pp) entspricht, "Re1" einem Gleitwiderstand der Kolben 11, 12 entspricht und "Re2" dem Gleitwiderstand des Steuerkolbens 21 entspricht.

Entsprechend zeigt die Kennlinie des Hauptzylinderdrucks "Pm" zur Bremseingangskraft "F" den steilen Gradienten gemäß Fig. 4 unabhängig von Veränderungen des geregelten Drucks "Pp" wenn der Druck "Pr" nicht der Gegendruckkammer R4 zugeführt wird, d. h. wenn der Koeffizient α in der Formel (Pr = α . Pp) Null ist. Der Gradient der Kennlinie des Hauptzylinderdrucks "Pm" zur Bremseingangskraft "F" kann gemäß Fig. 5 verändert werden, indem 0,5, 0,7 oder 2,0 für den Koeffizienten α in der Formel (Pr = α . Pp) gewählt wird. In Fig. 5 ist eine Hysterese wegge­ lassen, welche durch eine Differenz zwischen den Kennlinien er­ halten wird, wenn die Bremseingangskraft erhöht und vermindert wird, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist die Steuereinheit ECU zum Steu­ ern des Drucksteuerventils PCV zur Regelung des Drucks in der Gegenkraftkammer R4 ausgelegt, verschiedene Signale zu empfan­ gen, wie ein durch einen Drucksensor Sp1 zum Erfassen des gere­ gelten Drucks in der Reglerkammer R3 erfaßtes Signal, ein durch einen Drucksensor Sp2 zur Erfassung des Drucks in der Gegen­ kraftkammer R4 erfaßtes Signal, ein von einem Lastsensor SL er­ faßtes Signal, ein durch einen Straßenreibungssensor Sµ1 zur Erfassung eines Reibungskoeffizienten einer Straße erfaßtes Si­ gnal, d. h. ein bekannter Reibungssensor zur Verwendung in ei­ nem herkömmlichen Antiblockiersystem, und ein von einem Brems­ belagreibungssensor Sµ2 erfaßtes Signal, d. h. ein Sensor zur Bestimmung eines Reibungskoeffizienten eines Bremsbelags zur Verwendung in einem Radbremsmechanismus auf der Basis eines Ausgangssignals eines Bremsdrehmomentsensors (nicht gezeigt), der an einem Halteelement zur Aufnahme eines auf den Bremsbelag aufgebrachten Bremsdrehmoments angebracht ist, und eines darauf aufgebrachten hydraulischen Bremsdrucks.

Die elektronische Steuereinheit ECU ist ausgelegt, einen der zuvor beschriebenen Koeffizienten α auf der Basis der Aus­ gangssignale der Sensoren SL, Sµ, Sµ2 auszuwählen und einen Zielstromwert für das Drucksteuerventil PCV zu bestimmen, um den Druck Pr zu steuern, der ein Wert ist, der durch Multipli­ kation des Koeffizienten α (für den Druck Pr gewählt) und des geregelten Drucks Pp miteinander erhalten ist. Wenn beispiels­ weise die Last, der Reibkoeffizient der Straße und der Reib­ koeffizient des Bremsbelags jeweils Standardwerte sind, wählt die Steuereinheit ECU den Koeffizienten α = 1 und bestimmt den Zielstromwert auf der Basis davon, um den Druck in der Gegen­ kraftkammer R4 zur Übereinstimmung mit dem geregelten Druck zu steuern. Wenn die Last maximal ist, und der Reibungskoeffizient des Bremsbelags minimal ist, wählt die Steuereinheit ECU den Koeffizienten α = 0, um den maximalen Gradienten in den hy­ draulischen Druckkennlinien gemäß Fig. 3 und 5 zu wählen, um dadurch einen relativ hohen Hauptzylinderdruck mit einer rela­ tiv kleinen Bremseingangskraft zu schaffen. Folglich kann eine Verminderung der Bremskraft, die durch ein Ansteigen der Last und/oder eine Verminderung des Reibkoeffizienten des Bremsbe­ lags hervorgerufen sein kann, kompensiert werden. Wenn im Ge­ gensatz dazu die Last sehr klein ist, wählt die elektronische Steuereinheit ECU den Koeffizienten α = 2, um den minimalen Gradienten des Hauptzylinderdrucks "Pm" zur Bremseingangskraft "F", wie in Fig. 5 gezeigt, zu wählen, um dadurch eine kleine Veränderung des Hauptzylinderdrucks in Antwort auf die Brem­ seingangskraft zu schaffen. Folglich kann eine Feineinstellung der auf das Rad aufgebrachten Bremskraft auf einfache Weise durch Feineinstellung der Bremseingangskraft erreicht werden. Wenn der Reibkoeffizient der Straße sich während des Bremsbe­ triebs des Fahrzeugs von einem sehr kleinen Wert zum Normalwert ändert, ändert die Steuereinheit ECU den Koeffizienten α von 2 nach 1, so daß der Hauptzylinderdruck "Pm" erhöht wird, um da­ durch die auf das Rad aufgebrachte Bremskraft zu erhöhen.

Wenn bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Druck Pr so gewählt wird, daß er die Formel Pr = α . Pp ± Po erfüllt, wird die Kennlinie des Hauptzylinderdrucks "Pm" zur Bremsein­ gangskraft "F" aufzeigen, daß der Hauptzylinderdruck "Pm" auf­ wärts oder abwärts durch den versetzten Druck "Po" verschoben werden kann, verglichen mit den Werten, die in Fig. 5 gezeigt sind. Als Faktoren, die zur Auswahl des Koeffizienten α ver­ wendet werden können, können nicht nur Fahrzustände des Fahr­ zeugs anzeigende Faktoren, wie die Last auf das Fahrzeug, der Reibkoeffizient der Straße, der Reibkoeffizient des Bremsbelags verwendet werden, sondern es können auch Fak­ toren verwendet werden, die den Betrag des Bremsbetriebs oder dergleichen wiedergeben. Wenn beispielsweise auf der Basis ei­ nes in einem Pedalstellungssensor zur Erfassung einer Stellung des Bremspedals herausgegebenen Signals bestimmt wird, daß der Hub und die Geschwindigkeit des Bremspedals jeweils vorbestimm­ te Werte überstiegen haben, kann bestimmt werden, daß ein Not­ bremsbetrieb vorgenommen wurde. In diesem Fall kann folglich der Koeffizient α auf einen kleinen Wert gesetzt werden, um dadurch den in Antwort auf die Bremseingangskraft erzeugten Hauptzylinderdruck anzuheben. Oder es kann, wenn auf der Basis des Signalausgangs eines Pedaleingangssensors zur Erfassung der auf das Bremspedal aufgebrachten Niederdrückkraft und eines Fahrzeugverzögerungssensors zur Erfassung der Verzögerung des Fahrzeugs bestimmt werden, daß der Pedaleingang und die Fahr­ zeugverzögerung von einer vorbestimmten Beziehung abweichen, der Koeffizient α verändert werden, um diese Beziehung auf die vorbestimmte Beziehung zurückzustellen.

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, kann das Drucksteuerventil PCV durch ein normal geschlossenes elektromagnetisches Ventil SV1 zum Öffnen oder Schließen eines den Sammler 44 mit der Gegenkraft­ kammer R4 verbindenden Einlaßkanals und ein normal geöffnetes elektromagnetisches Ventil SV2 zum Öffnen oder Schließen eines die Gegenkraftkammer R4 mit dem Speicher 6 verbindenden Kanals gebildet werden. Wenn der Koeffizient α aus Werten ausgewählt werden soll, die kleiner als 1 sind, kann der Druck in der Druckkammer R2 oder der geregelte Druck in der Leistungskammer R1 als die Druckquelle für die Gegenkraftkammer R4 verwendet werden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die ein­ zelne Druckkammer R2 vorgesehen, den Hauptzylinderdruck einem Paar von Radbremszylindern zuzuführen, und der geregelte Druck wird dem anderen Paar von Radbremszylindern zugeführt. Es kann jedoch ein Paar von Druckkammern zur Erzeugung des Hauptzylin­ derdrucks vorgesehen werden, von denen eine für die Zuführung des Hauptzylinderdrucks zu einem Paar von Radbremszylindern vorgesehen ist, und von denen die andere vorgesehen ist, den Hauptzylinderdruck dem anderen Paar von Radbremszylindern zuzu­ führen. Die Hydraulikdrucksteuervorrichtung gemäß dem vorlie­ genden Ausführungsbeispiel wird vorzugsweise auf ein System mit einem Antiblockiersystem angewandt, welches bestimmt, ob ein Rad zum Blockieren neigt und den Radbrems zylinderdruck automa­ tisch steuert, um das Rad am Blockieren zu hindern.

Claims (9)

1. Hydraulische Fahrzeugbremsvorrichtung, mit
einem Zylinderkörper (1h),
einem Speicher (6),
einem Hauptzylinder mit einem Hauptkolben (10), der gleitend in dem Zylinderkörper (1h) aufgenommen ist, um ei­ ne Druckkammer (R2) vor dem Hauptkolben (10) und eine Ver­ stärkerkammer (R1) hinter dem Hauptkolben (10) zu begren­ zen,
einer Hilfsdruckquelle (40), einem gleitend in dem Zylinderkörper (1h) vor dem Hauptkol­ ben (10) angeordneten Steuerkolben (21), wobei der Steuer­ kolben (21) vor sich eine Reglerkammer (R3) begrenzt und ein hinteres Ende davon der Druckkammer (R2) ausgesetzt ist, und wobei die Verstärkerkarmmer (R1) mit der Reglerkam­ mer (R3) verbunden ist, um eine Vorwärtsbewegung des Haupt­ kolbens (10) zu unterstützen, gekennzeichnet durch eine Druckverstärkungsventileinrichtung zur Verbindung der Reglerkammer (R3) mit der Hilfsdruckquelle (40) oder zum Unterbrechen der Verbindung durch eine Bewegung des Steuer­ kolbens (21),
eine Druckverminderungsventileinrichtung zur Verbindung der Reglerkammer (R3) mit dem Speicher (6) oder zum Unterbre­ chen der Verbindung durch eine Bewegung des Steuerkolbens (21), und
eine Gegenkraftsteuereinrichtung, die ein elastisches Ele­ ment (38) aufweist, das in dem Zylinderkörper (1h) angeord­ net ist, um eine Gegenkraftdruckkammer (R4) zu begrenzen, in welche Druck von einem von der Druckkammer (R2), der Hilfsdruckquelle (40) und der Verstärkerkammer (R1) zuge­ führt wird, wobei das elastische Element (38) ausgelegt ist, die Druckverstärkungsventileinrichtung und die Druck­ verminderungsventileinrichtung zu einer Bewegung in einer Richtung entgegengesetzt zu einer Bewegungsrichtung durch den Steuerkolben (21) zu veranlassen, wobei die Gegenkraft­ steuereinrichtung dazu ausgelegt ist, die Gegenkraft pro­ portional zu dem in einer von der Druckkammer (R2), der Hilfsdruckquelle (40) und der Verstärkerkammer (R1) erzeug­ ten Druck zu erzeugen, in einem Verhältnis, welches auf der Basis von Fahr- und/oder Bremszuständen des Fahrzeugs be­ stimmt ist.

2. Hydraulische Fahrzeugbremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkraftsteuereinrichtung
eine Drucksteuerventileinrichtung (PCV) zur kontinu­ ierlichen Veränderung des Drucks in der Gegenkraftdruckkam­ mer (R4) aufweist, um ihn auf einen vorbestimmten Druck zu regeln, und
eine Steuereinrichtung (ECU), um die Drucksteuerven­ tileinrichtung (PCV) in Antwort auf Fahr- und/oder Bremszu­ stände des Fahrzeugs elektrisch zu steuern.

3. Hydraulische Fahrzeugbremsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (38) vor der Druckverstärkungsventileinrichtung und der Druck­ verminderungsventileinrichtung angeordnet ist, um die Ge­ genkraftdruckkammer (R4) vor der Druckverstärkungsventil­ einrichtung und der Druckverminderungsventileinrichtung zu begrenzen, und wobei das elastische Element (38) durch den Zylinderkörper (1h) gehalten ist, um den Druck in der Ge­ genkraftdruckkammer (R4) aufzunehmen.

4. Hydraulische Fahrzeugbremsvorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch
einen Lastsensor (SL) zum Erfassen einer auf das Fahrzeug aufgebrachten Last, und
einen Bremsbelagreibungssensor (Sµ1) zum Erfassen eines Reibungskoeffizienten eines Bremsbelags, der mit dem Rad des Fahrzeugs wirkverbunden ist,
wobei die Steuereinrichtung (ECU) die Drucksteuerventilein­ richtung (PCV) steuert und den Druck in der Gegenkraft­ druckkammer (R4) regelt, um gleich zu sein mit dem in einer von der Druckkammer (R2), der Hilfsdruckquelle (40) und der Verstärkerkammer (R1) erzeugten Druck, wenn die Last und der Reibungskoeffizient des Bremsbelags jeweils innerhalb eines vorbestimmten Bereichs sind, und wobei die Steuerein­ richtung (ECU) die Drucksteuerventileinrichtung (PCV) steu­ ert, um den Druck in der Gegenkraftdruckkammer (R4) auf Null zu regeln, wenn die durch den Lastsensor erfaßte Last den maximalen Wert hat und der Reibkoeffizient des Bremsbe­ lags, der durch den Bremsbelagreibungssensor (Sµ1) erfaßt ist, den minimalen Wert hat.

5. Hydraulische Fahrzeugbremsvorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Straßenreibungssensor (Sµ2) zum Erfassen eines Rei­ bungskoeffizienten einer Straße auf der das Fahrzeug fährt, wobei die Steuereinrichtung (ECU) die Drucksteuerventilein­ richtung (PCV) den Druck in der Gegenkraftdruckkammer (R4) regelt, um größer zu sein als der in einer von der Druck­ kammer (R2), der Hilfsdruckquelle (40) und der Verstärker­ kammer (R1) erzeugten Druck zu sein, wenn der Reibungskoef­ fizient der Straße relativ klein ist.

6. Hydraulische Fahrzeugbremsvorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung zum Erfassen des Bremszustands des Fahr­ zeugs einschließlich eines Notbremsbetriebs eines manuell betätigten Bremselements (2), wobei die Steuereinrichtung (ECU) die Drucksteuerventileinrichtung (PCV) steuert, so
daß ein Verhältnis des Drucks in der Gegenkraftdruckkammer (R4) zu dem in einer von der Druckkammer (R2), der Hilfs­ druckquelle (40) und der Verstärkerkammer (R1) erzeugten Druck relativ klein ist, wenn der Notbremsbetrieb durch die Bremszustandserfassungseinrichtung erfaßt wird.

7. Hydraulische Fahrzeugbremsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremszustandserfassungs­ einrichtung einen Positionssensor zum Erfassen einer Posi­ tion des Bremspedals und einen Hubsensor zum Erfassen eines Hubs des Bremspedals aufweist, und wobei die Bremszustands­ erfassungseinrichtung bestimmt, daß der Notbremsbetrieb vorgenommen wurde, wenn der Hub und die Geschwindigkeit des Bremspedals einen vorbestimmten Hub bzw. eine vorbestimmte Geschwindigkeit übersteigen.

8. Hydraulische Fahrzeugbremsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksteuerventileinrich­ tung (PCV) ein elektromagnetisches Ventil mit drei An­ schlüssen und drei Stellungen enthält.

9. Hydraulische Bremsdruckvorrichtung nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, dass die Drucksteuerventileinrichtung (PCV) ein Paar von elektromagnetischen Ventilen mit jeweils zwei Anschlüssen und zwei Stellungen hat.