DE2849806A1

DE2849806A1 - Hydraulische zweikreisschaltung fuer eine fahrzeugbremse

Info

Publication number: DE2849806A1
Application number: DE19782849806
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Kawaguchi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1977-11-19
Filing date: 1978-11-16
Publication date: 1979-05-23
Also published as: JPS5472367A; GB2031541A; DE2849806C3; JPS6030580B2; GB2031541B; DE2849806B2; US4212498A

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Zweikreisschaltung für eine Fahrzeugbremse, und insbesondere eine Schaltung, die die richtige Verteilung der Bremskraft an die Vorder- und Hinterräder nicht nur bei normaler Punktion der Bremsfluid-Kreise, sondern auch beim Ausfall eines der Kreise, d· h. bei einem irgendwie hervorgerufenen Druckausfall eines der Kreise, aufrechterhalten kann.

Es ist bekannt, ein Fahrzeug-Bremssystem in zwei voneinander unabhängige Systeme aufzuteilen, um die Fahrsicherheit zu erhöhen, so daß auch bei einem Ausfall eines der Kreise während der Fahrt der andere Kreis das Fahrzeug noch abbremsen kann.

Es ist auch bekannt, ein Zumeß-Ventil vorzusehen, welches den Fluiddruck zum hinteren Radzylinder beim Anstieg auf einen kleineren Gradienten hält, als der Anstiegsgradient des Drucks im Hauptzylinder, wenn der Fluiddruck in dem Hauptzylinder über einen vorbestimmten Wert hinaus ansteigt. Zum wirksamen und sicheren Anhalten eines Fahrzeugs ist es selbstverständlich erforderlich (die erforderlichen Bedingungen werden nachstehend ideale Bedingungen genannt), daß keine Blockiererscheinung (ein Rutschvorgang zwischen dem Boden und den drehungslos festgehaltenen Fahrzeugrädern) an den vorderen und den hinteren Rädern auftritt.

Die gemeinsame Anwendung des Zweikreissystems und des Zumeß-Ventils führt jedoch unter dem Gesichtspunkt der Sicherheit zu einem neuen Problem. Während nämlich das. Zumeß-Ventil hauptsächlich zur Steuerung des Drucks an dem Hinterradzylinder im normalen Betrieb beider Bremssysteme bestimmt ist, um das Verhältnis zwischen der Vorderrad-Bremskraft und der Hinterrad-Bremskraft auszugleichen, zieht es häufig einen Nachteil mit sich, und zwar wenn einer der Kreise einen Fehler darin zeigt, daß sein Druck aufgrund eines Leitungs-

909821/0627

bruchs oder ähnlichem (nachstehend als Ausfall eines Kreises bezeichnet) gestört ist; in diesem Fall beschränkt das Zumeß-Ventil die Bremskraft an dem Hinterrad auf einen kleineren Wert als nötig. Beim Ausfall eines Kreises wird daher die Verzögerungsrate eines Fahrzeugs, wie leicht einzusehen ist, kleiner als in einem Fall, bei dem beide Kreise normal arbeiten, so daß sich eine Verminderung der Lastübertragung nach vorne und damit eine Lastverminderung an den Hinterrädern ergibt. Dies bedeutet aber, daß eine Erhöhung der Bremskraft an den Hinterrädern auf einen Wert, der größer ist als beim normalen Betrieb beider Kreise nicht zu einer Blockierung der Hinterräder führt. Das Zumeß-Ventil beschränkt jedoch unvermeidlich den Druck der Hinterradzylinder gerade genau so wie beim normalen Betrieb beider Kreise, wenn es also nicht erforderlich ist, so daß sich eine Beschränkung ergibt, die der erwünschten Anhebung des Drucks am Hinterradzylinder gerade entgegenwirkt.

Es wurde bereits versucht, dem Ausfall eines Kreises dadurch Rechnung zu tragen, daß die Wirkung des Zumeß-Ventils zeitweise begrenzt oder gesperrt wird, oder daß absichtlich das Druckfluid ohne Durchgang durch das Zumeß-Ventil nebengeschlossen wird, um die Bremskraft des Hinterrades voll anzuheben. All diese Versuche erwiesen sich jedoch in verschiedener Hinsicht als nachteilig. Eine zufriedenstellende Anordnung ist bisher nicht bekannt geworden.

Das Ziel der Erfindung besteht somit darin, ein Bremssystem zu schaffen, welches ein Fahrzeug sicher und wirksam unabhängig davon anhalten kann, ob beide Kreise normal arbeiten oder einer der Kreise ausgefallen ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine hydraulische Schaltung zu schaffen, die sich im wesentlichen den jeweils idealen Bedingungen anpassen kann, welche sich von-

909821/0627

einander grundsätzlich unterscheiden, wenn entweder beide Kreise normal arbeiten oder einer der Kreise ausgefallen ist.

Gemäß einem weiteren Ziel der Erfindung soll ein Hilfskolben (ein Differentialkolben) zur Veränderung der Betriebseigenschaften des Zumeß-Ventils beim Ausfall eines Kreises geschaffen werden, der auch bei normaler Funktion beider Kreise wirksam ist, so daß ein hydraulischer Kreis mit einer Hydraulikdruck-Steuereinrichtung aufgebaut werden kann, der die Bremsleistung der hinteren Räder beim normalen Betrieb beider Kreise verbessert.

Ein weiteres wesentliches Ziel der Erfindung besteht darin, den vorstehend erwähnten hydraulischen Kreis so einfach wie möglich, mit hoher Zuverlässigkeit und kostengünstiger Herstellbarkeit auszubilden.

Eine hydraulische Schaltung gemäß der Erfindung für ein Zweikreis-Bremssystem, mit einem Paar voneinander unabhängiger Leitungssysteme zur Zufuhr des in dem Hauptzylinder erzeugten Bremsdrucks zu jedem der an den vorderen und hinteren Rädern angeordneten Radzylindern, und mit einem Zumeß-Ventil mit einem Ventilkolben zur Steuerung des Anstiegsgradienten des hydraulischen Drucks zu dem Hinterradzylinder an dem Hinterrad auf einen Wert, der geringer ist als in dem Hauptzylinder, wenn der Druck in dem Hauptzylinder über einen vorbestimmten Wert ansteigt, weist einen Differentialkolben auf, der gegenüber einem Ende des Ventilkolbens mit einem Abstand zu diesem angeordnet ist, der größer ist als der für den Ventilkolben bei der Steuerung des Drucks des Hinterradzylinders erforderliche Bewegungshub. Der Differentialkolben ist mit einem Abschnitt geringen Durchmessers und mit einem Abschnitt großen Durchmessers ausgestattet; der Abschnitt geringen Durchmessers steht an einem Ende dem Ventilkolben gegenüber, der Abschnitt großen Durchmessers, der in Fortsetzung des

909821/0627

2849808

letzteren geformt ist, ist mit einer ersten Druckaufnahmefläche an der dem Abschnitt geringen Durchmessers näheren Seite und mit einer zweiten Druckaufnahmefläche an der entgegengesetzten Seite ausgestattet, wobei die zweite Druckaufnahmefläche größer ist als die erste Druckaufnahmefläche· Die zweite Druckaufnahmefläche wird durch den Druck des Hauptzylinders in dem von dem Zumeß-Ventil gesteuerten Kreis beaufschlagt und die erste Druckaufnahmefläche wird von dem Druck des anderen Kreises (ohne Zumeß-Ventil-Steuerung) beaufschlagt, wobei der Differentialkolben von einer Feder ständig in einer von dem Ventilkolben wegführenden Richtung vorgespannt ist.

Die Erfindung betrifft also eine hydraulische Zweikreisschaltung für eine Fahrzeugbremse, mit einem Steuerventil zur Steuerung des hydraulischen Drucks in den Hinterradzylindern, so daß die Verteilung des Bremsdrucks zu den vorderen und hinteren Rädern in den beiden Fällen richtig gewährleistet ist, daß beide Kreise normal arbeiten oder daß ein Kreis ausgefallen ist. Das Steuerventil weist ein Zumeß-Ventil mit einem Ventilkolben zum öffnen und Schließen eines Fluiddurchgangs zu dem hinteren Radzylinder auf, sowie einen Differentialkolben zur Steuerung des Betriebs des Ventilkolbens gemäß dem hydraulischen Druck in beiden hydraulischen Kreisen, die auf seine beiden Druckaufnahmeflächen mit jeweils unterschiedlichen Flächenmaßen einwirken. Der Differentialkolben ist mit einem Abschnitt kleinen Durchmessers und einem Abschnitt großen Durchmessers ausgestattet und fortwährend in einer von dem Ventilkolben wegführenden Richtung vorgespannt, um eine Entfernung einzuhalten, die größer ist als der für den Steuerbetrieb des Ventilkolben-Hubs benötigte Raum, wobei der Abschnitt geringen Durchmessers des Differentialkolbens dem Ventilkolben gegenüberstehend angeordnet ist. Der Abschnitt großen Durchmessers des Diffe-

909821/062

rentialkolbens ist an seiner kleineren Druckaufnahmefläche an der dem Abschnitt geringen Durchmessers nächstgelegenen Seite mit dem Druck in demjenigen hydraulischen Kreis beaufschlagt, der nicht durch das Steuerventil gesteuert ist; die größere Druckaufnahmefläche ist mit dem anderen Druck beaufschlagt, der in dem von dem Steuerventil gesteuerten hydraulischen Kreis vorherrscht·

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines zweifachen hydraulischen Kreises gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 eine graphische Darstellung, in welcher die Betriebseigenschaften des in der Fig. 1 dargestellten Kreises gezeigt sind; und

Fig. 3» schematische Draufsichten von anderen Aus-4 und 5 führungsbeispielen der Erfindung.

In der Fig. 1 ist ein Tandem-Hauptzylinder 1 dargestellt, in welchem in einer ersten bzw. einer zweiten Druckkammer ⁴Ia, 1b in Abhängigkeit von einer geeigneten Betätigung, beispielsweise eines Bremspedals (nicht gezeigt) ein hydraulischer Druck erzeugt wird, der jeweils zwei voneinander unabhängigen Hydraulikkreisen angehört. Der in der zweiten Druckkammer 1b erzeugte Fluiddruck wird über eine Leitung zu den an dem rechten und linken Torderrad angeordneten Vorderradzylindern 3» 3* geleitet; der in der ersten Druckkammer 1a erzeugte Fluiddruck wird andererseits über eine Leitung 4·, eine erste öffnung 11a und eine zweite öffnung 11b, die beide in einem Gehäuse 11 eines Steuerventils 10 angeordnet sind, sowie über eine Leitung 5 zu den am rechten und linken

909821/0S27

Hinterrad angebrachten Hinterradzylindern 6, 6' geleitet· Der hydraulische Kreis dieses Ausführungsbeispiels entspricht also der Art eines Vorderrad-Hinterrad-Zweikreissystems ·

Das Steuerventil 10 besteht aus einem Zumeß-Ventil-Abschnitt 10a und einem Steuerabschnitt 10b zur Steuerung des Betriebs des Zumeß-Ventil-Abschnitts· Der Zumeß-Ventil-Abschnitt 10a weist einen Ventilkolben 13 auf, an dessen einem Ende ein Ventilkörper 12 befestigt ist, einen Ventilsitz 14·, der im Ventilbetrieb mit Hilfe des Ventilkörpers 12 den Durchgang des Bremsfluids sperrt, und eine den Ventilkolben 13 in einer von dem Ventilsitz 14 wegführenden Richtung ständig vorspannende erste Druckfeder 15·

Dieser Zumeß-Ventil-Abschnitt 10a liefert den hydraulischen Druck im Hauptzylinder 1 getreu an die hinteren Eadzylinder 6, 6', solange der Druck auf einem niedrigen Pegel ist, er übt jedoch die Steuerwirkung aus, wenn der Druck in dem Hauptzylinder 1 über einen vorbestimmten Wert ansteigt, um den Anstiegsgradienten des Drucks im hinteren Radzylinder auf einen kleineren Wert zu begrenzen, als in dem Hauptzylinder 1. Die Wirkungsweise ist also ähnlich derjenigen eines gewöhnlichen Zumeß-Ventils.

In das Gehäuse 11 ist zur Bildung einer Einlaßkammer und einer Auslaßkammer 18 ein Stopfen 16 eingeschraubt, der gleichzeitig als Anschlag für den Ventilkolben 13 dient.

An dem anderen Ende, an dem der Ventilkörper 12 nicht befestigt ist, ist der Ventilkolben 13 einer in dem Mittelabschnitt des Gehäuses 11 geformten Luftkammer 19 ausgesetzt, in welcher ein Differentialkolben 21 des Steuerabschnitts 11b dem Ventilkolben 13 gegenübersteht. Der Differentialkolben

909821/0627

ist ein abgestufter Kolben und besteht aus einem zentralen Abschnitt 21a mit großem Durchmesser und einem ersten und einem zweiten Abschnitt 21b, 21c mit geringem Durchmesser, die jeweils in entgegengesetzten Sichtungen vom zentralen Abschnitt wegragen, wobei der erste Abschnitt 21b geringen Durchmessers dem Ende des Ventilkolbens i3 in der Luftkammer 19 mit einem Spalt oder Spiel S gegenübersteht, wahrend der zweite Abschnitt 21c geringen Durchmessers einer weiteren Luftkammer 25 ausgesetzt ist, die in einem in das Gehäuse eingeschraubten Stopfen 22 geformt ist» Der Differentialkolben 21 ist fortwahrend von einer zweiten Feder 24 in einer von dem Ventilkolben 13 wegführenden Richtung vorgespannt, wobei jedoch seine Bewegung über einen bestimmten Abstand hinaus mittels eines Anschlags des Abschnitts 21a mit geringem Durchmesser an dem inneren Ende des Stopfens begrenzt ist. Der Abstand S zwischen dem Ventilkolben 13 und dem Differentialkolben 21 ist derart bestimmt, daß er geringfügig großer ist als der Hubbetrag c< des Ventilkörpers von dem Ventilsitz 14, d. h.· das für den hydraulischen Steuervorgang des Ventilkolbens 13 erforderliche Maß an Verschiebung unter der Bedingung, daß beide Kolben durch die Federn 15 und 24 soweit wie möglich voneinander entfernt sind.

Auf jeder Seite des Abschnitts 21a großen Durchmessers des Differentialkolbens 21 sind jeweils eine erste ölkammer 26 und zweite ölkammer 25 geformt, wobei der hydraulische Druck in der zweiten Druckkammer 1b des Hauptzylinders 1 über eine Leitung 7 und eine dritte öffnung 11c an die zweite ölkammer 25 geführt ist, während der hydraulische Druck in der ersten Druckkammer la des Hauptzylinders 1 über eine Leitung und eine vierte öffnung 11d an die erste ölkammer 26 geleitet ist. Der Durchmesser des Abschnitts 21b geringen Durchmessers des Differentialkolbens 21 ist größer als derjenige des zweiten Abschnitts 21c geringen Durchmessers, so daß folglich die

909821/0627

zweite druckaufnehmende Fläche 21d an der Seite des ersten Abschnitts 21b geringen Durchmessers kleiner ist als die Fläche der ersten druckau£nehmenden Fläche 21 e, die an der Seite des zweiten Abschnitts 21c geringen Durchmessers geformt ist· Hit den Bezugszeichen 31, 32, 33 und 3**· sind Dichtringe und mit den Bezugszeichen 36 und 37 Dichtungen bezeichnet.

Im folgenden wird der Betrieb eines derartig aufgebauten hydraulischen Kreises anhand zweier Fallgestaltungen beschrieben, wobei im ersten Fall beide Kreise im normalen Zustand sind und im zweiten Fall ein Kreis fehlerhaft ist· Die dabei verwendeten Formelzeichen sind nachstehend erläutert :

S,.: Querschnittsfläche des Ventilkörpers 12;

SoS Querschnittsfläche des Ventilkolbens 13 und des ersten Abschnitts 21b geringen Durchmessers des Differentialkolbens 21;

S,: Querschnittsfläche des Abschnitts 21a großen Durchmessers des Differentialkolbens 21;

S^: Querschnittsfläche des zweiten Abschnitts 21c geringen Durchmessers;

F^: eingestellte Last der ersten Feder 15; Fg: eingestellte Last an der zweiten Feder 24; Fluiddruck in der ersten Druckkammer 1a des Hauptzylinders 1;

Fluiddruck in der zweiten Druckkammer 1b des Hauptzylinders 1;

Erw: Fluiddruck in den hinteren Radzylindern 6, 6¹; Po: Fluiddruck bei dem der Zumeß-Ventil-Abschnitt 10a selbsttätig den hydraulischen Steuerbetrieb aufnimmt·

Wenn ein Bremsbetätigungsmechanismus (nicht gezeigt) mit beiden Kreisen im normalen Zustand betätigt wird, dann wird

909821/0627

gleichermaßen und mit gleichem Wert in den beiden Druckkammern ein hydraulischer Bremsdruck erzeugt. Solange dieser Druck auf einem niedrigen Wert bleibt, sind sowohl der Ventilkolben 13 als auch der Differentialkolben 21 in einem unwirksamen Zustand, wie in der Fig. 1 dargestellt. Die Druckwerte Pm₁ und Pm₂ des HauptZylinders werden getreu auf die vorderen Eadzylinder 3» 3' und die hinteren Radzylinder 6, 6¹ übertragen. Wenn der Druck im Hauptzylinder den Punkt Po erreicht, dann beginnt der Ventilkolben 13 den bekannten hydraulischen Steuervorgang. In dieser Situation wird der an die Vorderradzylinder 3» 3¹ gelieferte Druck getreu auf dem gleichen Wert mit dem Druck des Hauptzylinders gehalten, während den Hinterradzylindern 6, 6' ein Druck mit geringerem Wert als in den Vorderradzylindern zugeführt wird. Der Differentialkolben 21 wird sogar in diesem Zustand seinen Betrieb nicht aufnehmen, da die Querschnittsflächen S2, S^ der beiden Abschnitte 21b, 21c geringen Durchmessers des Differentialkolbens 21 und die eingestellte Kraft F₂ ^der zweiten Feder 24 jeweils derart bestimmt sind, daß sie der nachstehenden Ungleichung genügen:

Po . (S₂ - S₄) <£ F₂

Das Gleichgewicht des Ventilkolbens 13 zu diesem Zeitpunkt kann durch die folgende Gleichung dargestellt werden;

Pm₁ · (S₁ - S₂) +F₁- PrW-S₁ = 0

Der Druck Prw in dem Hinterradzylinder soll die Linie AA* in der Fig· 2 mit einem ansteigenden Gradienten beschreiben, wobei die gerade Linie AA¹ durch die folgende Gleichung dargestellt werden kann:

S₁ — Sp F.-Prw - —iw - . Pnu + i

909821/0627

Wenn die Druckwerte Pm_{1 t} Pm₂ im Hauptzylinder weiter angehoben werden, bis der Zustand erreicht ist, der durch die folgende Bedingung gegeben ist

Bn₁-(S₃ - S₄) - Pm₂-(S₃ - S₂)> F₂

dann beginnt der Differentialkolben 21 sich auf den Ventilkolben 13 zu zu bewegen, wobei er die Federkraft der zweiten Feder 24 überwindet und schließlich am Ventilkolben 13 anstößt· Das Kraftgleichgewicht in diesem Zustand kann durch die folgende Gleichung angegeben werden:

Pm₁-(S₁ - S₂) +F₁- Prw.S^ + Pm₁-(S₅ - S₄) - Pm₂-(S₃ - S₂) - F₂ ■ 0

Der Druck in den hinteren Radzylindern Prw steigt daher entlang der geraden Linie BB* der Fig. 2 an, wobei die Linie BB¹ durch die folgende Gleichung beschrieben werden kann:

(S₁ - S₂) + (S, - S₄) S₅ - S₂ F₁- F₂

²² ¹^ 4

Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, bedeutet dies, daß der Druck Prw in den hinteren Radzylindern um soviel mehr angestiegen ist, wie in der Fig. 2 schraffiert dargestellt ist, und zwar im Vergleich zu dem Fall, bei dem der Druck entlang der vom Ursprung ansteigenden Linie BB¹ verläuft. Die Bremswirkung an den Hinterrädern wird natürlich im Bereich des normalen Drucks verbessert, d. h. links von dem Punkt B. Tatsächlich erfolgt ein Bremsvorgang zu mehr als 80 % der gesamten Bremsbetätigung im Bereich des normalen Drucks, so daß die Verbesserung der Bremswirkung in diesem Bereich ganz wesentlich ist·

909821/0627

Obwohl der Brack Erw des hinteren Badzylinders zeitweilig über die bekannte Ideallinie Q hinaus ansteigt und dabei an den Hinterrädern eine Blockierneigung auftritt, wenn die Bremswirkung an den Hinterrädern auf diese Weise verbessert ist, wird dennoch der fortlaufende Anstieg des Drucks im Hauptzylinder bewirken, daß der aufwärts entlang der geraden Linie AA.¹ verlaufende Brück Prw des Hinterradzylinders wieder unter die Ideallinie Q abgesenkt wird. Bie geringfügige Blockierneigung der Hinterräder wird rasch aufgehoben und danach beginnt der Brück Prw des Hinterradzylinders entlang der steileren Linie BB* anzusteigen, ohne daß die Bremswirkung an den Hinterrädern sogar unter hohem Bremsdruck beeinträchtigt wird·

Nachstehend wird nun der Betrieb beim Ausfall eines Kreises beschrieben. Wenn man annimmt, daß der hintere Bremskreis gestört ist, dann wird der Brück Bau in der ersten Druckkammer 1a des Hauptzylinders 1 nicht ansteigen, so daß lediglich der Brück Pnu in der zweiten Druckkammer 1b ansteigen wird. In dem Steuerventil 10 wird der hydraulische Brück nur an die dritte öffnung 11c abgegeben und der Differentialkolben 21, der durch die zweite Eeder 24 in seiner zurückgezogenen Stellung gehalten ist, wird sogar dann nicht betätigt, wenn der Brück an die dritte öffnung 11c geliefert wird. Bas aus der zweiten Druckkammer 1b abgegebene Bremsfluid wird daher insgesamt an die vorderen Radzylinder 3, geleitet, ohne nutzlos im Steuerventil 10 verbraucht zu werden. Es ist von großer Bedeutung, daß das Bremsfluid total wirksam in dem normal arbeitenden Kreis genutzt wird, wie es bei diesem Ausführungsbeispiel gewährleistet ist, da eine augenfällige Neigung für eine Abkürzung eines Pedal-Leerhubes besteht.

Als zweiter Pail sei angenommen, daß ein Ausfall im vorderen Bremskreis erfolgt. Ber Brück Pmp in der zweiten Druckkammer

909821/0627

28A9806

1b wird dann nicht ansteigen, lediglich der Druck Pm₁ in der ersten Druckkammer 1a wird aufgebaut. Wenn der Druck Pm₁ beim Anstieg den Punkt Po erreicht, dann neigt der Ventilkolben 13 des Zumeß-Ventil-Abschnitts 10a dazu, den hydraulischen Drucksteuervorgang auszulösen. Zu diesem Zeitpunkt ist der Differentialkolben 21 des Zumeß-Ventil-Abschnitts 10b an dem Ventilkolben 13 angeschlagen, nachdem er sich entgegen der Federkraft der zweiten Feder 24 bewegt hat. Der Druck Pnu in der zweiten Druckkammer 1b, der die zweite ölkammer 25 beeinflußt, wenn beide Kreise normal arbeiten, wird nun unwirksam, so daß der Differentialkolben 24 den Betrieb unter einem niedrigeren Druck als Po beginnen kann. Vorausgesetzt, daß die Querschnittsflächen der beiden Abschnitte geringen Durchmessers des Differentialkolbens 21 und die eingestellte Kraft der zweiten Feder 24 geeignet gewählt sind, erfolgt der beschriebene Vorgang gemäß der nachstehenden Ungleichung.

In dieser Situation kann der Ventilkolben I3 nicht arbeiten, es sei denn er bewegt sich zusammen mit dem Differentialkolben 21. Dies bedeutet, daß der zur Betätigung des Ventilkolbens 13 erforderliche Druck angehoben worden ist, im Vergleich mit dem Zustand in dem beide Kreise normal arbeiten. Das Kraftgleichgewicht zu diesem Zeitpunkt ist durch die folgende Gleichung gegeben:

Pm₁-(S₁ - S₂) + F₁ + Pm₁-(S₅ - S4.) - F₂ - PrW-S₁ = O

Der Druck Prw des hinteren Radzylinders muß dabei entlang der geraden Linie CO¹ in ^ig. 2 ansteigen, die durch die folgende Gleichung gegeben ist:

909821/0627

(S₁ - S₂) + (S, - S.)
S

Es erweist sich dabei, daß verglichen mit dem Zustand in dem beide Kreise normal arbeiten für die Hinterräder eine viel größere Bremskraft erzielt werden kann, die ausreicht um das Fahrzeug anzuhalten. In beiden Fällen, also entweder im Normalzustand beider Kreise oder beim Ausfall eines Kreises, wird der Differentialkolben 21 des Steuerventils 10 bei diesem Ausführungsbeispiel betätigt, um an die Hinterradzylinder 6, 6¹ einen im wesentlichen idealen Bremsdruck zu liefern. In beiden Fällen wird das Fahrzeug wirksam und sicher angehalten.

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform ist lediglich als ein Ausführungsbeispiel im Rahmen des Grundgedankens der Erfindung zu betrachten.

Gleichermaßen ist die Erfindung auf ein sogenanntes Diagonalkreis-System anwendbar, bei dem jeweils ein Steuerventil 10 in jedem diagonal geschalteten hydraulischen Kreis, beispielsweise mit einem vorderen und einem hinteren Radzylinder 3» 6¹ und dem anderen vorderen und dem anderen Hinterradzylinder 3'» 6, wie in der Fig. 3 dargestellt ist, angeordnet sind. Bei dieser Ausbildung kann die Erfindung eine ähnliche Kennlinie, die mit hoher Genauigkeit der Ideallinie vergleichbar ist, aufweisen, und zwar sowohl im Normalzustand beider Kreise, als auch beim Ausfall eines Kreises.

4
Bei dem in der Fig. dargestellten doppelten hydraulischen Kreis, bei dem zwei Vorderradzylinder und einer der Hinterradzylinder in einem Kreis und zwei Vorderradzylinder und der andere Hinterradzylinder in dem anderen Kreis miteinander verbunden sind, ergibt sich eine im wesentlichen iden-

909821/0627

tische Wirkung.

Es ist auch möglich, den erfinderischen Gedanken auf einen Fall anzuwenden, bei dem jeweils alle vorderen und alle hinteren Räder mit einem Doppelleitungssystem verbunden sind, d. h· mit Druck von zwei voneinander unabhängigen Leitungssystemen versorgt werden. Die Bremswirkung weist die gleichen Eigenschaften auf.

Überdies ist die Gestalt des Differentialkolbens 21 nicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 beschränkt, bei dem der Durchmesser des ersten Abschnitts 21b geringen Durchmessers des Differentialkolbens 21 gleich dem des Ventilkolbens 13 gewählt ist; diese Ausbildung erleichtert aber die Bearbeitung des Gehäuses 11 und erfüllt die vorbestimmte Bedingung bezüglich des Flächenverhältnisses zwischen der zweiten Druckaufnahmefläche 21d und der ersten Druckaufnahmefläche 21e des Differentialkolbens 21. Der zweite Abschnitt 21c geringen Durchmessers muß tatsächlich zur Erfüllung der vorstehenden Bedingungen geformt werden. Der erste Abschnitt 21b geringen Durchmessers des Differentialkolbens muß nicht absolut gleich der Durchmesserdimension des Ventilkolbens 13 gewählt werden. Wenn diese Bedingung nicht erfüllt wird, kann der zweite Abschnitt 21c geringen Durchmessers weggelassen werden.

909821/0627

Leerseite

Claims

MÜLLER-BO11E - DEUFEL · SCHÖN · HERTEL _n η / η η η η

PATENTANWÄLTE

TOYOTA JIDOSHA KOGYO KABUSHIKI KiISHA
1, Toyota-cho, Toyota-shi,

Ai rhi - Von .Ta-nari dr. wolfgang müller-bore

ÄXCnX-Ken, Oapan (PATENTANWALTVONi₉₂₇-I₉₇S)

DR. PAUL DEUFEL. DIPL.-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN, DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL. DIPL.-PHYS.

Hl/w - T 1426

NOV. 1978

Hydraulische Zweikreisschaltung für eine Fahrzeugbremse

Patentansprüche

1J Hydraulische Zweikreisschaltung für eine Fahrzeugbremse, V/ mit einem Hauptzylinder, der mit einer ersten und einer zweiten voneinander unabhängigen Druckkammer ausgestattet ist, in welchen jeweils ein Fluiddruck erzeugt wird, mit an dem linken und rechten Vorderrad angeordneten Vorderradzylindern und an dem linken und rechten Hinterrad eines Fahrzeugs angeordneten Hinterradzylindern, einem ersten Leitungssystem, welches eine Vielzahl dieser Radzylinder, einschließlich wenigstens eines Hinterradzylinders mit der ersten Druckkammer des HauptZylinders verbindet, einem zweiten Leitungssystem, welches alle Radzylinder mit Ausnahme der im ersten Leitungssystem angeschlossenen mit der zweiten Druckkammer des HauptZylinders verbindet, und mit einem Steuerventil, welches im Verlauf

909821/062?

MÜNCHEN 80 · Si.EUERTSTTt. 1 · POSTFACH 800720 · ICABEI,: MTTEBOPAT · TUT,. (089) 474005 · TELEX 5-S4285

des ersten Leitungssystems zur Steuerung des Bremsfluid-Drucks an dem in dem ersten Leitungssystem angeschlossenen hinteren Radzylinder angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , daß das Steuerventil ein Zumeßventil aufweist, welches einen Ventilkolben zum Sperren eines in dem Zumeßventil geformten Durchgangs aufweist, um den hydraulischen Druck in dem an das erste Leitungssystem angeschlossenen hinteren Radzylinder derart zu steuern, daß der Druck mit einem kleineren Gradienten als der in der ersten Druckkammer des HauptZylinders ansteigt, wenn der Anstieg des hydraulischen Drucks darin einen vorbestimmten Wert überschreitet, sowie einen Differentialkolben, der einen Abschnitt geringen Durchmessers und einen Abschnitt großen Durchmessers aufweist, wobei der Abschnitt geringen Durchmessers dem Ende des Ventilkolbens mit einem Abstand gegenübersteht, der größer ist als der für die Bewegung des Ventilkolbens beim Abschließen des Durchgangs benötigte Abstand, während der Abschnitt großen Durchmessers auf der Seite des Abschnitts geringen Durchmessers eine zweite Druckaufnahmeflache aufweist, die durch den Druck in dem zweiten Leitungssystem beaufschlagt wird, und eine erste Druckaufnahmefläche auf der entgegengesetzten Seite, deren Fläche größer ist, als die der zweiten Druckaufnahmefläche und die durch den Druck in dem ersten Leitungssystem beaufschlagt wird, sowie eine den Differentialkolben in einer von dem Ventilkolben abgewandten Richtung fortwährend vorspannende Federeinrichtung, wodurch der Differentialkolben das Zumeßventil gemäß der Gleichgewichtsbeziehung zwischen der Kraft aufgrund der auf die erste und die zweite Druckaufnahmefläche wirkenden hydraulischen Kraft und der Federkraft der Federeinrichtung steuert.

2· Hydraulische Zweikreisschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das erste Leitungs-

909821/0627

system mit dem linken und dem rechten Hinterradzylinder und das zweite Leitungssystem mit dem linken und dem rechten Vorderradzylinder verbunden ist, und daß ein Steuerventil stromaufwärts des Verzweigungspunktes zu dem linken und dem rechten Hinterradzylinder angeordnet ist·

3. Hydraulische Zweikreisschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das erste Leitungssystem mit dem rechten Vorderradzylinder und dem linken Hinterradzylinder und das zweite Leitungssystem mit dem linken Vorderradzylinder und dem rechten Hinterradzylinder verbunden ist, und daß in jedem Leitungssystem jeweils ein Steuerventil an einer Position angeordnet ist, an der das erste bzw. das zweite Leitungssystem jeweils mit dem zugeordneten Hinterradzylinder verbunden sind.

4-, Hydraulische Zweikreis schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Leitungssystem mit einem Paar linker und rechter Vorderradzylinder und dem rechten Hinterradzylinder und das zweite Leitungssystem mit einem anderen Paar von linken und rechten Radzylindern und dem linken Hinterradzylinder verbunden sind, und daß in jedem Leitungssystem jeweils ein Steuerventil an einer Position angeordnet ist, an der das erste bzw. das zweite Leitungssystem mit dem zugeordneten Hinterradzylinder verbunden sind.

5. Hydraulische Zweikreisschaltung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ β i c h η e t, daß das erste Leitungssystem mit einem Paar linker und rechter Radzylinder und einem Paar linker und rechter Hinterradzylinder und das zweite Leitungssystem mit einem anderen Paar linker und rechter Vorderradzylinder und einem anderen Paar linker und rechter Hinterradzylinder verbunden sind, und daß in jedem Leitungssystem jeweils ein Steuer-

909821/0627

ventil an einer Position stromaufwärts des Verzweigungspunktes zu den linken und rechten Hinterradzylindern angeordnet ist.

6. Hydraulische Zweikreisschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Ventilkolben an einem seiner Enden einer Luftkammer ausgesetzt ist und daß der Abschnitt geringen Durchmessers des Differentialkolbens dem einen Ende des Ventilkolbens in dieser Luftkammer gegenübersteht.

7. Hydraulische Zweikreisschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Abschnitt geringen Durchmessers des Differentialkolbens und der Endabschnitt des gegenüberliegenden Ventilkolbens den gleichen Durchmesser aufweisen.

8. Hydraulische Zweikreisschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Differentialkolben mit einem weiteren Abschnitt geringen Durchmessers ausgestattet ist, der von dem Abschnitt großen Durchmessers an der dem Abschnitt kleinen Durchmessers gegenüberliegenden Seite wegragt, und daß der weitere Abschnitt kleinen Durchmessers einen geringeren Durchmesser aufweist, als der Abschnitt kleinen Durchmessers und einer weiteren Luftkammer ausgesetzt ist·

909821/0627