DE3600729A1 - Bremskraftverstaerker - Google Patents

Bremskraftverstaerker

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DE3600729A1 DE19863600729 DE3600729A DE3600729A1 DE 3600729 A1 DE3600729 A1 DE 3600729A1 DE 19863600729 DE19863600729 DE 19863600729 DE 3600729 A DE3600729 A DE 3600729A DE 3600729 A1 DE3600729 A1 DE 3600729A1
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Yukinori Nishiyama
Takashi Itami Hyogo Shinomiya
Koji Takata
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Description

Die Erfindung betrifft einen Bremskraftverstärker, der zusammen mit einem Hauptzylinder in einer Bremsanlage für Fahrzeuge verwendet wird.
Bei Bremsanlagen, die mit einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung, beispielsweise einem Mikroprozessor, arbeiten, wird ein Muskelkraft-Steuereingang, beispielsweise die auf das Bremspedal ausgeübte Abtrittskraft, elektrisch erfaßt, und anhand des erfaßten Muskelkraft-Steuereingangs wird eine Sollverzögerung mittels der Datenverarbeitungseinrichtung errechnet, um den Steuerfluiddruck zu steuern, mit dem der Bremskraftverstärker über ein Regelventil beaufschlagt wird, so daß die Istverzögerung der Sollverzögerung folgt. Bremsanlagen dieser Art sind beispielsweise aus der US-PS 4 512 615 bekannt.
Bei einem konventionellen Bremskraftverstärker solcher Bremsanlagen steht die Spitze des mittels des Bremspedals betätigten Eingangsschafts in unmittelbarem Eingriff mit dem Verstärkerkolben, um den Verstärkerkolben mit einer Muskelsteuerkraft ebenso wie mit dem genannten Steuerfluiddruck zu beaufschlagen. Diese Anordnung wird vorgesehen, um bei einem Ausfall der den Steuerfluiddruck anliefernden Hilfskraftquelle, des Rechners, der Verdrahtung oder dergleichen für die erforderliche Bremskraft auch in Abhängigkeit nur von der Muskelkraft zu sorgen. Vorliegend wird als Beispiel für den Muskelkraft-Steuereingang die Pedalabtrittskraft verwendet.
Wenn bei einem konventionellen Bremskraftverstärker mit einem solchen Aufbau auf das Bremspedal getreten wird, wirkt der mittels eines elektronischen Datenverarbeitungsgerätes beeinflußte Steuerfluiddruck auf den Verstärkerkolben, wobei der Verstärkerkolben in Richtung auf den Hauptzylinder gedrückt wird. Dies führt zu ei-
nem vorübergehenden Absinken der Reaktionskraft, die auf die Spitze des Eingangsschaftes einwirkt. Dementsprechend nimmt der von dem Pedalkraftsensor ermittelte Wert ab, so daß die Datenverarbeitungseinrichtung an das Regelventil einen Befehl übermittelt, den dem Bremskraftverstärker zugeführten Steuerfluiddruck zu senken. Infolgedessen bewegt sich der Eingangsschaft hin und her, und das Bremspedal arbeitet nicht gleichmäßig, sondern es fühlt sich wackelig oder pulsierend an. Dieses Problem ist darauf zurückzuführen, daß bei dem genannten Aufbau die Spitze des Eingangsschaftes in unmittelbarem Eingriff mit dem Verstärkerkolben steht, um Vorsorge gegen einen Ausfall der Hilfskraftquelle oder dergleichen zu treffen. Es wird eine geschlossene elektromechanische Schleife (Pedalkraftsensor - Rechner - Steuerventil - Verstärkerkolben Eingangsschaft - Pedalkraftsensor) gebildet, so daß eine hochfrequente Schwankung des Steuerdruckes, verursacht durch die Steifigkeit (oder unzureichende Dämpfungseigenschaft) des Druckmittelkreises, in der Steuerkammer zu dem Pedalkraftsensor zurückgeleitet und verstärkt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bremskraftverstärker zu schaffen, der das oben geschilderte Problem vermeidet und bei dem gleichwohl Vorsorge bei einem Ausfall der Hilfskraftquelle, dem Rechner, der Verkabelung und dergleichen getroffen ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann der Eingangsschaft normalerweise von dem Verstärkerkolben weggehalten werden, während er im Falle eines Ausfalls der Hilfskraftquelle mit dem Verstärkerkolben in Eingriff kommt. Eine Hilfsdruckkammer, die mit der Hilfskraftquelle für den Steuerfluiddruck in Verbindung steht, ist innerhalb oder außerhalb des Bremskraftverstärkers vorgesehen. Das eine Ende einer Feder liegt an einem Kolben an, der in der Hilfsdruckkammer gleitbeweglich angeordnet ist. Das
andere Ende der Feder liegt an dem Bremspedal oder einem damit verbundenen Teil an.
Wenn bei der erfindungsgemäßen Anordnung die Hilfskraftquelle normal arbeitet, wird die Pedalkraft von der Feder aufgenommen, und ein von der Pedalkraft abhängiger Steuerfluiddruck wird dem Verstärkerkolben über das Regelventil zugeführt. Wenn die Kraft der Feder derart voreingestellt ist, daß stets ein gewisser Spalt zwischen dem Verstärkerkolben und dem Eingangsschaft aufrechterhalten wird, kommt der Eingangsschaft unter normalen Arbeitsbedingungen nie in Eingriff mit dem Verstärkerkolben, weil die dem Eingangsschaft zugeführte Kraft von der Feder voll aufgefangen wird. Hochfrequente Schwankungen des Steuerdruckes werden infolgedessen nicht zurückgeleitet und nicht verstärkt.
Bei einem Ausfall der Hilfskraftquelle, der Datenverarbeitungseinrichtung oder dergleichen, bewegt sich der Kolben in der Hilfsdruckkammer zurück, so daß die Feder nicht in Funktion tritt. Infolgedessen legt sich der Eingangsschaft unmittelbar an den Verstärkerkolben an, so daß die Pedalkraft voll auf den Verstärkerkolben übertragen wird.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungs
form der Erfindung, und
Fig. 2 einen Schnitt eines Teils einer zweiten Aus
führungsform.
Bei der in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsform ist eine Kombination aus einem Bremskraftverstärker 1 und einem Hauptzylinder 2 vorgesehen, die koaxial in einem gemeinsamen Körper 3 untergebracht sind.
Der Bremskraftverstärker 1 weist einen Zylinder 4 auf, der mittels eines Verstärkerkolbens 5 in zwei Druckkammern 6, 7 unterteilt ist. Mit den Druckkammern 6,7 in Verbindung stehende Anschlüsse 8 bzw. 9 sind mit Kraftleitungen 10 verbunden. Von einer Hilfskraftquel-Ie 11 angelieferter Fluiddruck wird mittels eines Regelventils 12 auf einen erforderlichen Druck geregelt, der auf druckbeaufschlagte Flächen an beiden Seiten des Verstärkerkolbens 5 über die Kraftleitungen 10 einwirkt.
Der Verstärkerkolben 5 weist an der Endfläche an der Eingangsseite eine tiefe Ausnehmung 13 zur Aufnahme eines Eingangsschafts 14 auf. Ein vorbestimmter anfänglicher Spalt ">" wird zwischen dem Boden der Ausnehmung 13 und der Spitze des Eingangsschafts 14 aufrechterhalten.
Der Körper 3 weist an seiner Eingangsseite eine ringförmige Hilfsdruckkammer 15 auf. In der Kammer 15 sitzt ein ringförmiger Kolben 16. Die Kammer 15 ist über einen Anschluß 17 mit der Hilfskraftguelle 11 verbunden. Auf dem Eingangsschaft 14 ist eine Feder 18 angeordnet, deren eines Ende an dem Ringkolben 16 anliegt, während das andere Federende an einem Flanschteil 19 anliegt, das auf dem Eingangsschaft 14 fest angebracht ist. Mittels dieser Anordnung wird der oben genannte Spalt S aufrechterhalten.
Ein Bremspedal 20 ist an dem hinteren Ende des Eingangsschafts 14 angelenkt. Auf dem Bremspedal 20 sitzt ein Pedalkraftsensor 21. Die Pedalbewegung wird mittels eines Anschlags 22 begrenzt. Bei 23 ist ein Sicherungsring für den Kolben 16 angedeutet.
Ein Kolben 24 des Hauptzylinders 2 ist koaxial zu dem Verstärkerkolben 5 angeordnet und mit diesem über einen Stift 25 gekuppelt. Der Hauptzylinder 2 weist zwei Druckkammern 29, 30 auf, die über Anschlüsse 27 bzw. 28 mit einem Vorratsbehälter in Verbindung stehen. Die Druckkammern 29, 30 sind ferner über Anschlüsse 31, 32 mit unterschiedlichen Bremsdruckleitungen 33 bzw. 34 verbunden.
Die Funktionsweise ist wie folgt.
Bei normalem Arbeiten der Hilfskraftquelle 11 wird, wenn das Bremspedal 20 abgetreten, d.h. mit einer Pedalkraft beaufschlagt, wird, die Größe der Pedalkraft von dem Pedalkraftsensor 21 erfaßt und einem Computer (nicht dargestellt) zugeführt. Der Computer bestimmt anhand der erfaßten Größe der Pedalkraft eine Sollverzögerung, und er steuert über das Regelventil 12 die dem Bremskraftverstärker 1 zugeführten Fluiddrücke derart, daß die Istverzögerung der Sollverzögerung folgt. Infolgedessen werden in den Kammern 29, 30 des Hauptzylinders 2 die erforderlichen Bremsfluiddrücke erzeugt.
Weil der Druck in der Hilfsdruckkammer 15 mittels der Hilfskraftquelle 11 konstantgehalten wird, wird die auf den Eingangsschaft 14 einwirkende Pedalkraft durch die Kraft der Feder 18 aufgenommen, wodurch dem Fahrer eine Reaktionskraft vermittelt wird. Wenn auf das Bremspedal getreten wird, bewegt sich der Eingangsschaft vor, während die Feder 18 zusammengedrückt wird. Der Verstärkerkolben 9 kann jedoch dem Eingangsschaft 14 stets vorlaufen, um zwischen beiden einen gewissen Spalt aufrechtzuerhalten. Um dafür zu sorgen, sollte die Kraft der Feder 18 so voreingestellt sein, daß der Hub des Eingangsschafts 14 für eine vorbestimmte Pedalkraft etwas kleiner ist als der Wert, der erhalten würde, wenn der Eingangsschaft 14 und der Verstärkerkolben 5 miteinander gekoppelt wären.
Wenn die Hilfskraftquelle 11 ausfällt, so daß der Druck in der Hilfsdruckkammer 15 zu Null wird, bewegt sich der Kolben 16 zurück, wenn auf die Feder 18 eine Pedalkraft einwirkt. Die Kraft der Feder hält infolgedessen den Eingangsschaft 14 nicht in Abstand von dem Verstärkerkolben 5. Aufgrunddessen wird der Verstärkerkolben 5 unmittelbar mittels des Eingangsschafts 14 verschoben, so daß eine Bremskraft in dem Hauptzylinder 2 erzeugt wird.
Bei der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist die Hilfsdruckkammer 15 außerhalb des Körpers 3 an einem stationären Teil 36 nahe einer Welle 35 angeordnet, an welcher das Bremspedal 20 angelenkt ist. Die Feder 18 befindet sich zwischen dem Bremspedal 20 und dem in der Kammer 15 angeordneten Kolben 16. Die Funktionsweise des zweiten Ausführungsbeispiels entspricht derjenigen der ersten Ausführungsform.
Hinsichtlich des Aufbaus des Hauptzylinders 2 und des Regelventils 12 bestehen keine Einschränkungen. Weil im Normalzustand die Pedalkraft unmittelbar dem Hub des Pedals unter dem Einfluß der Feder 18 entspricht, kann der Pedalkraftsensor auch durch einen Hubsensor ersetzt werden.
Weil, wie erläutert, ein gewisser Spalt zwischen dem Eingangsschaft und dem Verstärkerkolben aufrechterhalten wird, wird die oben erläuterte geschlossene elektromechanische Schleife nicht gebildet, und die hochfrequenten Änderungen des Steuerdruckes werden nicht zu dem Pedalkraftsensor zurückgeleitet. Dadurch wird für ein gleichmäßigeres Arbeiten des Bremspedals gesorgt.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird die Reaktionskraft gegen die Pedalkraft normalerweise mittels einer Feder erzeugt, deren eines Ende aufgrund des Fluiddruckes der Hilfskraftquelle abge-
Q _
stützt wird. Bei einem Ausfall der Hilfskraftquelle bewegt sich die Feder zurück, so daß der Eingangsschaft in unmittelbarem Eingriff mit dem Verstärkerkolben kommt. Daher wird bei einem Ausfall der Hilfskraftquelle, der eine große Pedalkraft erforderlich macht, die auf den Eingangsschaft einwirkende Pedalkraft ohne Verlust aufgrund der Feder effektiv auf den Verstärkerkolben übertragen. Der bei einem Ausfall der Hilfskraftquelle notwendige zusätzliche Hub ist nur der Hub, der notwendig ist, um den kleinen anfänglichen Spalt zwischen dem Eingangsschaft und dem Verstärkerkolben zu kompensieren. Der Effekt ist groß im Vergleich beispielsweise zu einer Anordnung, bei welcher eine Feder nur zwischen dem Pedal und dem Verstärkerkolben angeordnet wird.

Claims (3)

PATENTANWALT DlFI..-ING. GFRHARD SCHWAN ELFEN5TRA55E 32 - D-8000 MüNCHF/s, 83 3600729 Sumitomo Electric Industries, Ltd. 15, Kitahama 5-chome, Higashi-ku Osaka, Japan Bremskraftverstärker Patentansprüche
1. Bremskraftverstärker mit einem Körper, einem in dem Körper gleitbeweglich angeordneten Verstärkerkolben, einem Geber zur Beaufschlagung mit einem Muskelkraft-Steuereingang, einem dem Verstärkerkolben gegenüberliegenden, mittels des Muskelkraft-Steuereingangsgebers betätigten Eingangsschaft, einem Sensor zum Erfassen des Muskelkraft-Steuereingangs, einem Regelventil, einer Hilfskraftguelle zur Beaufschlagung des Verstärkerkolbens mit einem Steuerfluiddruck über das Regelventil, und einer Datenverarbeitungseinrichtung zum Steuern des Regelventils zwecks Steuerung des Steuerfluiddruckes entsprechend dem mittels des Sensors erfaßten Wert, gekennzeichnet durch eine mit der Hilfskraftquelle (11) in Verbindung stehende Hilfsdruckkammer (15), einen in der Hilfsdruckkammer (15) gleitbeweglich angeordneten Kolben (16) und eine normalerweise den Eingangsschaft (14) von dem Verstärkerkolben (5) weghaltende Feder (18), deren eines Ende an dem Kolben (16) anliegt und deren anderes Ende an einem mittels des Muskelkraft-Steuereingangsgebers (20) betätigten Teil (19) anliegt.
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2. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsdruckkammer (15) in dem Körper (3) vorgesehen ist.
3. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsdruckkammer (15) außerhalb des Körpers (3) vorgesehen ist.
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