-
Fahrzeug-Bremssystem
-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug-Bremssystem und insbesondere
auf ein Fahrzeug-Bremssystem des Typs mit einem pneumatischen Bremskraftverstärker,
der ein Kammer konstanten Drucks und eine Kammer variablen Drucks ebenso beinhaltet,
wie einen Kraftkolben zum Aufnehmen der Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern,
eine mit einem Bremspedal des Fahrzeugs verbundene Eingabestange und einen Ventilmechanismus
innerhalb des Kraftkolbens, um den Druck in der Kammer variablen Drucks aufgrund
der Eingabekraft der Eingabestange zu steuern. Der pneumatische Bremskraftverstärker
steht mit einem Hauptzylinder für das Erzeugen eines hydraulischen
Drucks in Verbindung, der den Bremszylindern der einzelnen Laufräder des Fahrzeugs
zugeführt wird.
-
Jüngstens wurde es als wünschenswert angesehen, die Bremsung dann
einzuleiten, wenn das Bremspedal nicht gedruckt wird. Diesbezüglich wurde bereits
ein Fahrzeug-Bremssystem vorgeschlagen, welches in der deutschen Patentanmeldung
P 34 46 590.1 beschrieben ist. Dieses System umfasst einen pneumatischen Bremskraftverstärker
des vorgenannten Typs, eine im Kraftkolben definierte Steuerkammer, eine Trennwand,
die verschiebbar in der Steuerkammer vorgesehen ist, um das Innere der Steuerkammer
in eine zweite Druckkammer konstanten Drucks, die permanent mit der erstgenannten
Kammer konstanten Drucks des pneumatischen BremskraftverstSrkets in Verbindung steht,
und eine Steuerdruckkammer aufzuteilen, wobei die Trennwand betriebsmässig mit dem
Ventilmechanismus so verbunden ist, dass die Druckdifferent zwischen der Steuerdruckkammer
und der zweiten Kammer konstanten Drucks als Zunahme der Eingabekraft an der Eingabestange
wirkt. Ausserdem ist eine Steuerung zum Steuern des Drucks in der Steuerdruckkammer
ebenso vorgesehen, wie ein Handschalter.
-
Dieses Bremssystem ermöglicht das Anhalten des Fahrzeuges ohne Drücken
des Bremspedals durch Betätigung des Handschalters. Jedoch wird die Bremskraft nach
einem vorbestimmten Programm so bestimmt, dass die Abnahmerate der Fahrzeuggeschwindigkeit
einem vorbestimmten Programm in Abhängigkeit von der momentanen Geschwindigkeit
des Fahrzeuges und dergleichen folgt. Somit wird die
Bremsstrecke nur durch die Fahrzeuggeschwindigkeit im Augenblick der Betätigung
des ilandschalters bestimmt.
-
Es besteht jedoch ein Nachteil dahingehend, dass die Bremskraft nicht
aufgrund der Anderung der Umstände des gebremsten Fahrzeuges geändert werden kann.
Im Zusammenhang damit ist es schwierig zu wissen, wie der Handschalter zu handhaben
ist.
-
Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Bremssystem der vorgenannten
Art dahingehend weiter zu entwickeln, dass bei einem Bremsen ohne Betätigung des
Bremspedals die Bremskraft optimal eingestellt werden kann.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch ein Fahrzeugbremssystem
umfassend einen pneumatischen Bremskraftverstärker mit einer Kammer konstanten Drucks
und einer Kammer variablen Drucks, einem Kraftkolben zum Aufnehmen des Druckunterschiedes
zwischen der beiden Kammern, einer mit dem Bremspedal verbundenen Eingabestange,
einem im Kraftkolben befindlichen Ventilmechanismus zum Steuern des Drucks in der
Kammer variablen Drucks aufgrund der Eingabekraft an der Eingabestange, das dadurch
gekennzeichnet ist, dass eine Steuerkammer im Kraftkolben ausgebildet ist, dass
eine Trennwand verschiebbar in dieser Steuerkammer ausgebildet ist, um eine zweite
Kammer konstanten Drucks zu bilden, die ständig mit der ersten Kammer konstanten
Drucks und einer Steuerdruckkammer in Verbindung steht, dass die Trennwand betriebsmässig
mit dem Ventilmechanismus so verbunden ist, dass der Druckunterschied zwischen der
Steuerdruckkammer und
der zweiten Kammer konstanten Drucks, der
auf die Trennwand wirkt, sich als eine Zunahme der Eingabekraft auf die Eingabestange
auswirkt, und dass eine Steuerung zum Steuern des Drucks in der Steuerdruckkammer
vorgesehen ist, wobei das System weiterhin eine Handbetätigung zum Steuern der Steuerung
aufgrund der auf die Handbetätigung aufgebrachten variablen Betätigungskraft umfasst.
-
Entsprechend der Erfindung ist es möglich, die Bremskraft durch Enderung
der auf die Handbetätigung aufgebrachten Betätigungskraft zu ändern, so dass der
Fahrer des Fahrzeugs leicht das System mit hoher Zuverlässigkeit bedienen kann.
-
Entsprechend einer besonderen Weiterentwicklung ist die Erfindung
dadurch gekennzeichnet, dass die Handbetätigung ein federvorgespanntes Betätigungsglied
umfasst, welches vom Fahrer betätigbar ist, eine Anzahl von Sätzen aus Licht aussendenden
Elementen und Licht empfangenden Elementen zum Feststellen des Verschiebungsausmasses
des Betätigungsgliedes und zur Erzeugung eines elektrischen Signals, das der auf
das Betätigungsglied aufgebrachten Kraft entspricht, und dass die Steuerung das
Signat von der Handbetätigung aufnimmt und zwei oder mehr Elektromagnetventile zum
Steuern des Drucks in der Steuerkammer steuert.
-
Eine Vielzahl von Sätzen von Licht aussendenden Elementen und Licht
empfangenden Elementen können durch einen elektrischen Widerstand und einen
Gleitkontaktpunkt ersetzt werden, wodurch ein elektrisches Spannungssignal, welches
die Betätigungskraft repräsentiert, erzeugt und der Steuerung zugeführt wird.
-
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerung eine pneumatische Vorrichtung ist, in der sich eine dritte Kammer
konstanten Drucks und eine dritte Kammer variablen Drucks befindet, wobei eine Trennwand
die dritten Kammern trennt, dass eine Eingabestange die Betätigungskraft der Handbetätigung
aufnimmt, dass ein Kotben mit der Trennwand zusammenwirkt, um die Druckunterschiedskraft
zwischen der dritten Kammer variablen Drucks und der dritten Kammer konstanten Drucks
aufzunehmen und zumindest einen Teil dieser Druckunterschiedskraft auf die Eingabestange
zu übertragen, um so der auf die Eingabestange aufgebrachten Betätigungskraft entgegenzuwirken,
und dass ein Ventilmechanismus zum Steuern der Verbindung zwischen der dritten Kammer
variablen Drucks und der dritten Kammer konstanten Drucks zwischen der dritten Druckkammer
variablen Drucks und einer Bezugsdruckquelle vorgesehen ist.
-
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen rein schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Ansicht eines
Fahrzeug-Bremssystems gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
Fig.
2 eine schematische Ansicht einer Handbetätigung in Fig. 1, Fig. 3 ein Flussdiagramm
mit der Darstellung des Betriebs gemäss Fig. 1, Fig. 4 ein Diagramm mit der Darstellung
des Verhältnisses zwischen der Handbetätigungskraft und des zeitlichen Verminderungsausmasses
der Drehgeschwindigkeit des gebremsten Rades, Fig. 5 eine Schnittansicht einer Handbetätigung
gemäss einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 6 und 7 Ansichten mit der
Darstellung unterschiedlicher Betriebsbedingungen der Handbetätigung gemäss Fig.
5, Fig. 8 eine Schnittansicht einer Handbetätigung gemäss einer dritten Ausführungsform
der Erfindung, die eine Abänderung der zweiten Ausführungsform dargestellt,
Fig.
9 eine schematische Teilansicht mit der Darstellung einer vierten Ausführungsform
der Erfindung, die eine Abänderung der Ausführungsform gemäss Fig. 8 darstellt,
und Fig. 10 eine teilweise Teile weglassende schematische Ansicht einer fünften
Ausführungsform der Erfindung.
-
Fig. 1 bis 4 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung. In Fig.
1 bezeichnet das Bezugszeichen (1) einen pneumatischen Verstärker, der im wesentlichen
gleich dem pneumatischen Verstärker ist, der in der deutschen Patentanmeldung 34
46 590.1 beschrieben ist.
-
Die Zeichnung zeigt schematisch den konstruktiven Aufbau. Der pneumatische
Verstärker (1) umfasst ein Gehäuse, einen verschiebbar im Gehäuse angebrachten Kraftkolben
(2), der mit einer=flexiblen Membran zusammenarbeitet. Diese flexible Membran teilt
das innere des Gehäuses in eine vordere (linke) Kammer (A) und eine hintere (rechte)
Kammer (8) auf. Die vordere Kammer (A) ist über eine Verbindungsleitung (3) und
ein Rohr mit einer Vakuumdruckquelle verbunden, wie beispielsweise die Einlass-Saugleitung
des Motors eines Fahrzeuges, so dass die Kammer (A) auf einem vorbestimmten Vakuumdruck
gehalten wird. Die Kammer (A) wird als erste Kammer mit einem konstanten Druck bezeichnet.
Die hintere Kammer (B) wird als solche
variablen Drucks gemäss
der Erfindung bezeichnet. Der Kraftkolben (2) hat eine abgestufte Mittelbohrung
(2a) und einen im wesentlichen rohrförmigen, nach hinten verlaufenden Abschnitt,
welcher verschiebbar durch eine Mittelöffnung verläuft, welche im Gehäuse ausgebildet
ist, um durch diese nach hinten zu ragen. Eine Eingangsstange (4) steht in bezug
auf den Kraftkolben (2) nach hinten vor. Das hintere Ende der Stange ist mit einem
Bremspedal (BP) des Fahrzeuges verbunden.
-
Ein Kolben (5) ist mit dem vorderen Ende der Eingangsstange (4) verbunden
und ist verschiebbar in einen Bohrungsabschnitt kleinen Durchmessers der Mittelbohrung
(2a) eingesetzt. Eine Radialpassage (2b) und eine radial und axial verlaufende Passage
(2c) sind im Kraftkolben (2) ausgebildet, um die hintere Kammer (B) und die vordere
Kammer (A) jeweils mit der Mittelbohrung (2a) zu verbinden. Ein Ringventilsitz ist
am hinteren Ende des Kolbens (5) ausgebildet, um mit einem Ringventilglied (6) zusammen
zu wirken, das ein Luftventil bildet. Ein koaxialer Ringventilsitz grossen Durchmessers
ist an einer nach hinten gerichteten Radialschulter ausgebildet, die sich an einer
diametralen Stufe zwischen dem Bohrungsabschnitt kleinen und grossen Durchmessers
der Mittelbohrung (2a) befindet, um mit dem Ventilglied (6) zusammen zu wirken und
so ein Vakuumventil zu bilden. Eine Ausgangsstange (7) ist mit dem Kraftkolben (2)
verbunden und verläuft durch die vordere Kammer (A), so dass das vordere Ende derselben
aus dem Gehäuse vorsteht, um einen Hauptzylinder (MC) eines hydraulischen Bremskreises
des Fahrzeuges (nicht dargestellt) zu betätigen. Die
vorgenannte
Konstruktion des pneumatischen Verstärkers bzw. Bremskraftverstärkers ist von herkömmlicher
Art. Wenn das Bremspedal (BP) gedrückt wird, werden die Eingangsstange (4) und der
Kolben (5) nach vorne verschoben und der Ventilsitz am hinteren Ende des Kolbens
(5) trennt sich vom Ventilglied (6). Daraufhin wird atmosphärische Luft über eine
öffnung im hinteren Ende des Kraftkolbens (2), dem Innenumfang des ringförmigen
Ventilgliedes (6), den Ventilfreifraum im nun geöffneten Luftventil und die Radialpassage
(2b) im Kraftkolben (2) in die hintere Kammer (B) eingeführt. Der Kraftkolben (2)
nimmt die Druckdifferenz zwischen der hinteren und vorderen Kammer (B, A) auf und
eine Ausgangskraft wird über die Ausgangs stange (7) auf den Hauptzylinder (MC)
übertragen. Ein hydraulischer Druck wird vom Hauptzylinder (MC) den Radbremszylindern
(nicht dargestellt) zugeführt und so das Fahrzeug gebremst. Beim Loslassen des Bremspedals
(BP) verschiebt sich der Kolben (5) nach hinten, so dass sich das Vakuumventil bei
geschlossenem Luftventil öffnet. Die hintere Kammer (B) wird über die Radialpassage
(2b), den Ringraum zwischen dem Luftventil und den Vakuumventilen, den Ventilfreiraum
im Luftventil und die Passage (2c) mit der vorderen Kammer (A) verbunden. Der Kraftkolben
(2) verschiebt sich nach hinten und die Bremse wird gelöst.
-
In Ergänzung zu dem vorgenannten herkömmlichen Aufbau ist ein Raum
(9) im Kraftkolben (2) ausgebildet. Ein Steuerkolben (10), der mit einer flexiblen
Membran zusammenwirkt, teilt das Innere des Raumes (29) in eine zweite Kammer konstanten
Drucks (C) an der Vorderseite
und eine Steuerdruckkammer (D) an
der Rückseite. Die zweite Kammer konstanten Drucks (C) ist ständig mit der ersten
Kammer konstanten Drucks (A) verbunden.
-
Dies erfolgt durch eine Passage (11), wodurch die Kammer (C) ständig
auf einem vorbestimmten Vakuumdruck gehalten wird Der Steuerkolben (10) ist starr
mit dem Kolben (5) verbunden. Die Steuerkammer (D) steht mit einer Anschlussöffnung
(13) in Verbindung und zwar über einen verlängerbaren Kanal (12), der durch die
vordere Kammer (A) verläuft. Die Anschlussöffnung (13) ist mit einer öffnung (14a)
eines Elektromagnetventils (14) verbunden. Eine andere bffnung (14b) des Elektromagnetventils
(14) ist mit einer Öffnung (15a) eines anderen Elektromagnetventils (15) verbunden.
-
Die verbleibenden beiden Uffnungen (15b, 15c) des Elektromagnetventils
(15) stehen jeweils über ein Drüsselventil (16) mit der Vakuumdruckquelle und über
ein anderes Drosselventil (17) mit einer Quelle atmosphärischer Luft in Verbindung.
Das Elektromagnetventil (14) vollzieht eine EIN/AUS-Steuerung der Verbindung zwischen
den öffnungen (14a, 14b).
-
Das Elektromagnetventil (15) verbindet wahlweise die Uffnung (15a)
mit der Uffnung (15b) oder mit der öffnung (15c). In Fig. 1 sind die Ventile (14,
15) im AUS-Zustand dargestellt, so dass die öffnungen (14a, 14b) miteinander verbunden
sind und die Uffnung (15a) mit der Uffnung (15b) verbunden ist So ist die Steuerkammer
(D) über die Passage (12), die Anschlussöffnung (13), die Uffnungen (14a, 14b) des
Ventils (14), die öffnungen 15a, 15b) des elektromagnetischen Ventils (15) und das
Drosselventil (16) mit der
Vakuumdruckquelle verbunden. Wenn das
Elektromagnetventil (14) sich im AUS-Zustand befindet und das Elektromagnetventil
(15) sich im EIN-Zustand befindet, wird die Steuerkammer (D) über die Passage (12),
die Anschlussöffnung (13), die Uffnungen (14a, 14b) des Elektromagnetventils (14),
die öffnungen (15a, 15c) des Elektromagnetventils (15) und das Drosselventil (17)
mit der Atmosphäre verbunden.
-
Dann wird atmosphärische Luft in die Steuerkammer (D) eingeführt und
der Steuerkolben (10) verschiebt sich zusammen mit =dem Kolben (5) nach vorne. Das
Ventilglied (6) löst sich vom Ringventilsitz am hinteren Ende des Kolbens (5), so
dass atmosphärische Luft in die hintere Kammer (8) eingeleitet wird. Der Kraftkolben
(2) nimmt den Differenzdruck zwischen den Kammern (8, A) auf und der pneumatische
Bremskraftverstärker (1) erzeugt die Ausgangskraft ohne Niederdrücken des Bremspedals
(BP). Wenn dann das Ventil (14) sich im AUS-Zustand und das Ventil (15) im EIN-Zustand
befindet, wird die Steuerkammer (D) mit der Vakuumdruckquelle verbunden und der
Druck in der Steuerkammer (D) kann vermindert werden. Wenn weiterhin das Elektromagnetventil
(14) sich im EIN-Zustand befindet, wird die Steuerkammer CD) entweder von der Vakuumdruckquelle
oder von der Atmosphäre isoliert, so dass der Differenzdruck zwischen den Kammern
(D, C) konstant gehalten wird. Das Verhältnis zwischen dem Zustand der Elektromagnetventile
(14, 15) und der Bremskraft ist in Tabelle 1 zusammengefasst.
-
TABELLE 1
| Ventil 14 Ventil 15 Bremskraft |
| AUS EIN Zunahme |
| AUS AUS Abnahme |
| EIN EIN oder AUS unverändert |
Bei (18) in Fig. 1 befindet sich ein Gaspedalschalter, der die Betätigung des Gaspedals
(GP) des Fahrzeuges erfasst. Der Schalter (18) wird EIN-geschaltet, wenn das Gaspedal
gedrückt wird. Ein AUS-Schalten erfolgt, wenn das Gaspedal gelöst wird.
-
Bei (19) ist eine Handbetätigung dargestellt, die sich im Fahrerraum
des Fahrzeuges befindet, vorzugsweise in der Nähe des Lenkrades. Die Handbetätigung
(19) umfasst entsprechend der Darstellung in Fig. 2 ein Gehäuse (20), das eine Vielzahl
von Lichttektorschaltern (23-1, 23-2, ..., 23-n) aufnimmt, von denen jeder ein Licht
aussendendes Element (21) und ein Licht aufnehmendes Element (22) umfasst. Diese
Lichtdetektorschalter sind gleich beabstandet in Vertikalrichtung angeordnet, wie
dies aus Fig. 2 zu ersehen ist. Eine Platte (25) mit einer Drucktaste (24) an ihrem
oberen Ende ist vertikal verschiebbar am Gehäuse angebracht, wobei der Verschiebungsweg
der Platte (25) die Verbindungslinie zwischen dem Licht aussendenden
Element
und dem Licht empfangenden Element (22) jedes Lichtdetektorschalters (23-1, 23-2,
..., 23-n) kreuzt.
-
Weiterhin befindet sich eine Feder (26) zwischen der Oberseite des
Gehäuses und der Drucktaste (24), um die Platte (25) in Richtung nach oben vorzuspannen.
Wenn keine Druckkraft auf die Drucktaste (24) ausgeübt wird, befindet sich die Platte
(24) in ihrer obersten Stellung und die Lichtempfangselemente (22) aller Lichtdeteltorschalter
nehmen Licht von den jeweiligen Licht aussendenden Elementen (21) auf. Wenn eine
Druckkraft auf die Drucktaste (24> aufgebracht wird, bewegt sich die Platte (25)
um einen Betrag entsprechend der Druckkraft nach unten, um für eine entsprechende
Anzahl -von Lichtdetektorschaltern (23) entsprechend der auf die Drucktaste (24)
aufgebrachten Druckkraft, den Lichtstrom vom Licht aussendenden- Element (21) zum
Licht empfangenden Element (22) zu unterbrechen. Die Handbetätigung (19) gibt Betätigungskraftdaten
(D) ab, wobei der Ausgang jedes Licht empfangenden Elementes (22) ein Bit bildet.
-
Bei (27) ist eine Steuerung dargestellt, die aus einem CPU (Zentrale
Rechnereinheit), einem Arbeitsspeicher, einem Programmspeicher, Eingangs- und Ausgangsöffnungen
und dergleichen besteht. Die Steuerung (27) nimmt ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal
(E), ein Fahrzeuggewichtssignal (W), Betätigungskraftdaten (D) und dergleichen als
Eingangssignale auf. Weiterhin ist der Gaspedalschalter (18) ebenso mit der Steuerung
(27) verbunden. Die Steuerung (27) steuert die Elektromagnetventile (14, 15) auf
der Basis der genannten Eingangssigna le. Das Fahrzeuggeschwindi gkei tssi gnat
(W)
bezeichnet die Laufgeschwindigkeit des Fahrzeuges, die tatsächLich
an den Laufrädern abgenommen wird.
-
Fig. 3 ist ein Flussdiagramm mit der Darstellung des Betriebs des
Fahrzeug-Bremssystems der Fig. 1.
-
Beim Schritt (SP1) trifft die Steuerung (27) eine Entscheidung dahingehend,
ob das Gaspedal (GP) gedrückt wurde oder nicht, und zwar aufgrund des vom Gaspedalschalter
(18) abgegebenen Signals. Wenn der Gaspedalschalter (18) EIN geschaltet ist oder
wenn das Gaspedal (GP) niedergedrückt wird, wird der Schritt (SP5) eingeleitet.
Die Elektromagnetventile (14, 15) werden jeweils ausgeschaltet, wodurch die Bremskraft
gelöst wird, wonach der Schritt (SP1) wiederholt wird. Wenn der Gaspedalschalter
AUS geschaltet ist, oder wenn das Gaspedal (GP) nicht niedergedrückt ist, wird der
Schritt (SP2) eingeleitet.
-
Die Steuerung bestimmt aus den Betätigungskraftdaten (D), ob die Handbetätigung
(19) betätigt ist oder nicht.
-
Wenn die Handbetätigung nicht betötigt ist (AUS-Zustana), wird die
Bremskraft beim Schritt (SP5) gelöst. Wenn die Handbetätigung (19) betätigt wird,
wird der Schritt (SP3) eingeleitet. Die Steuerung (27) wandelt die Betätigungskraftdaten
CD) in die Binärzahl (d) um und berechnet die Verzögerungsrate (g) aus der Gleichung
g=fCd), wie dies in Fig. 4 dargestellt ist.
-
Diese Gleichung wird als eine Linearfunktion bezeichnet, die wie folgt
lautet: g = ad + b
worin (a) und(b)Konstante sind. Die Verzögerungsrate
(g) ist die Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit pro Zeiteinheit.
-
Beim Schritt (SP4) berechnet zunächst die Steuerung (27) die wirkliche
Verzögerungsrate durch Lesen der Fahrzeuggeschwindigkeit aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal
zweimal im Zeitintervall einer Zeiteinheit und findet den Rest dazwischen zur Erzielung
des Resultates CCL) und vergleicht das berechnete (cC) mit (g), was im Schritt (SP3)
erzielt wird.
-
(1) Für den Fall oL< g Die Steuerung (27) stellt die Elektromagnetventile
(14, 15) auf AUS bzw. EIN. Die atmosphärische Luft strömt in die Steuerdruckkammer
(D), wodurch atmosphärische Luft in die hintere Kammer (8) eingeführt wird und so
die Ausgangskraft des Verstärkers erzeugt oder verstärkt wird. Der Hauptzylinder
versorgt die Radbremszylinder mit dem Druckmedium. Die Bremskraft nimmt zu; gleichzeitig
nimmt auch die Verzögerungsrate zu. Die Steuerung (27) liest wiederholt die Fahrzeuggeschwindigkeit
ab und berechnet wiederholt die vorliegenden Verzögerungsdaten-.
-
Die neuerlich erzielten Daten (ob') werden mit den Daten (g) verglichen.
In Erwiderung auf die Verstärkung der Bremskraft nehmen die Daten (OL) zu. Wenn
ot' = g erzielt wird, stellt die Steuerung (27) das Elektromagnetventil (14) auf
EIN. Die Steuerdruckkammer (D) wird sowohl von dem atmosphärischen Druck als auch
von der Vakuumdruckquelle getrennt und die Bremskraft bleibt konstant.
-
(2) 9 K Die Steuerung (27) stellt die Ventile (14, 15) auf AUS bzw.
AUS ein. Die Steuerkammer (D) steht mit der Vakuumdruckquelle in Verbindung und
der Druck in ihr nimmt ab. Die hintere Kammer (B) stehtmit der vorderen Kammer (A)
in Verbindung und die Ausgangskraft des Verstärkers wird ebenso vermindert. Die
Bremskraft nimmt ab, während die Steuerung (27) den Wechsel der Fahrzeuggeschwindigkeit,
ähnlich wie im vorliegenden Fall (1) anzeigt. Die erneut erzielten Verzögerungsdaten
CCL'> werden mit der Verzögerungsrate (g) verglichen.
-
Die Daten (ob') nehmen progressiv bis C' = g) ab.
-
In diesem Zustand stellt die Steuerung (27) das Elektromagnetventil
(14) auf EIN, wodurch die Bremskraft auf (oC = g) gehalten wird.
-
(3) 9 = Die Steuerung (27) stellt das Ventil (14) auf EIN.
-
Wenn der Schritt (SP1) vollzogen ist, wird der Schritt (SP1) erneut
eingeleitet.
-
Entsprechend der vorstehenden Beschreibung ist es möglich, die Bremsen
durch die Handbetätigung (19) zu beaufschlagen, ohne das Bremspedal zu treten und
einen Wechsel der Bremskraft aufgrund der Betätigungskraft vorzunehmen, die auf
die Handbetätigung (19) aufgebracht wurde.
-
Fig. 5, 6 und 7 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung,
bei der eine pneumatische Handbetätigung (34) mit einem pneumatischen Bremskraftverstärker
(1) verbunden ist, der auf gleiche Weise aufgebaut ist, wie der Bremskraftverstärker
der ersten Ausführungsform. Entsprechend der Darstellung in Fig. 5 ist die Handbetätigung
(34) so ausgebildet, dass sich in ihr eine Kammer (36) mit grossem Durchmesser an
der Vorderseite und eine Kammer kleinen Durchmessers (37) an der Rückseite befindet,
die durch eine Trennwand (35) aufgeteilt ist. Die Kammer (36) ist in eine vordere
Kammer (E) konstanten Drucks und eine hintere Kammer variablen Drucks (F) aufgeteilt,
was durch eine flexible Membran (38) und einen Kolben (39) erfolgt. Der Aussenumfang
der Membran (38) ist abgedichtet am Innenumfang der Kammer t36) befestigt.
-
Der Kolben (39) ist an der Membran (38) befestigt. Die Kammer konstanten
Drucks (E) steht über eine Verbindungsöffnung (40) ständig mit der Vakuumdruckquelle
in Verbindung. Die Kammer variablen Drucks (F) steht über eine Verbindungsöffnung
C41Ä mit der nicht dargestellten Steuerkammer (D) des Bremskraftverstärkers (1)
in Verbindung. Die kleine Kammer (37) mündet über eine hoffnung (37a) in die Atmosphäre.
Die Kammer variablen Drucks (F) ist über eine Verbindungsöffnung (35asz die in der
Trennwand (35) ausgebildet ist, und einem später noch zu beschreibenden Ventilmechanismus
mit der Kammer kleinen Durchmessers verbindbar. Die Kammer konstanten Drucks (E)
und die Kammer variablen Drucks (F) werden wahlweise über einen anderen Ventilmechanismus
miteinander verbunden, der eine in
der Membran (38) ausgebildete
öffnung (38a) und im Kolben (39) ausgebildete Uffnungen (39a) umfasst.
-
Ein Ringfedersitz (44) ist an der Membran (38) in der Kammer (F) befestigt,
um die Federkraft einer Feder (45) in Vorwärtsrichtung auf die Membran und den Kolben
zu übertragen. Das hintere Ende (46a) einer Eingabestange (46) ist am Kolben (39)
so befestigt, dass das vordere Ende (46b) durch einen Lagerabschnitt (34a) nach
aussen vorsteht. Die Eingabestange (46) besteht aus einem vorderen Abschnitt (46c)
kleinen Durchmessers und einem hinteren Abschnitt (46d) grossen Durchmessers, wobei
der Abschnitt (46c) kleinen Durchmessers verschiebbar im Lagerabschnitt (34a) eingesetzt
ist. Im nicht betätigten Zustand, wie er in Fig. 5 dargestellt ist, liegt eine an
der diametralen Stufe zwischen den Abschnitten (46d,46c) grossen und kleinen Durchmessers
der Eingabestange (46) ausgebildete Schulter (46e) am hinteren Ende des Lagerabschnittes
(34a) an. Ein Dichtglied (47) dichtet die Kammer (E) konstanten Drucks ab, indem
sie den Umfang des Abschnittes (46c) kleinen Durchmessers der Eingabestange umgibt.
-
Weiterhin sit eine verlängerbare Dichtung (48) zwischen den vorderen
Enden des Lagerabschnittes (34a) und der Eingabestange (46) befestigt.
-
Ein Kolben(49) verläuft verschiebbar durch die Uffnung (35a) der Trennwand
(35) und weist am vorderen und hinteren Ende jeweits einen Flansch C49a bzw. 49b)
auf. Der Flansch (49a) wirkt dahingehend mit der Membran
38) zusammen,
dass ein Vakuumventil (50) gebildet wird. Wenn nämlich der Flansch (49a) an der
Membran (38) anliegt, ist die Verbindung zwischen den Kammern (E) und (F) über die
bffnungen (38a und 39a) blockiert.
-
Der hintere Flansch (49a) wirkt mit einem Ringsitz (51) zusammen,
der an der Rückseite der Trennwand befestigt -ist, um ein Luftventil zu bilden.
Wenn nämlich der Flansch (49b) am Ventilsitz (51) anliegt, ist die Verbindung zwischen
den Kammern (F) und (37) durch die Uffnung (15a) der Trennwand (15) blockiert.
-
In Fig. 5 ist die Uffnung (15a) durch die Verbindungspassage (42)
bezeichnet. Die von den öffnungen (38a, 39a) bestimmte Passage wird durch die Passage
(43) bezeichnet.
-
Im normal nicht betätigten Zustand, wie er in Fig. 5 dargestellt ist,
ist das Luftventil (52) geschlossen und das Vakuumventil (50) geöffnet.
-
Bei (54) ist ein Betätigungsglied dargestellt, dessen eines Ende (54a)
drehbar im Fahrerraum des Fahrzeuges angebracht ist. Das Betätigungsglied berührt
das spitze Ende (46b) der Eingabestange (46) in einem Mittelabschnitt. Wenn eine
Handbetätigungskraft (N) " auf das freie Ende (54b) des Betötigungsgliedes (54)
durch den Fahrer des Fahrzeuges in Richtung des Pfeiles (Y) in Fig. 5 aufgebracht
wird, wird die Eingabestange (46) in die Betätigung (34) gestossen.
-
Wenn keine Betätigungskraft auf die Handbetätigung (34) oder das Betätigungsglied
(54) aufgebracht wird, wird das Vakuumventil (50) geöffnet, um die Kammern (E, F)
unter Vakuumdruck zu halten, so dass die über
die bffnungen (13,
14) mit der Kammer (F) in Verbindung stehende Steuerkammer (D) des Bremskraftverstärkers
(1) ebenso unter Vakuumdruck gehalten wird. Daher ist der Druck in der Steuerkammer
(D) gleich dem in der zweiten Kammer konstanten Drucks (C) und der Steuerkolben
(10) nimmt keinerlei Druckunterschied auf. Die Bremse kann durch Niederdrücken des
Bremspedals (B) in Funktion treten.
-
Wenn eine Betätigungskraft (N) auf das Betätigungsglied (54) aufgebracht
wird, wird die Eingabestange (46) gegen die Federkraft der Feder (45) nach hinten
gestossen. Zuerst stösst die Membran (38) am Flansch (49a) des Kolbens (49) an,
um das Vakuumventil (50) zu schliessen und dadurch die Kammer CF) von der Kammer
(E) zu isolieren. Wenn der Kolben (39) weiter zusammen mit der Eingabestange (46)
und dem Kolben (49) verschoben wird, öffnet sich das Luftventil (52). Die atmosphärische
Luft strömt in die Kammer (F) und in die Steuerkammer (D) des Bremskraftverstärkers
(1), wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Die in die Kammer (F) eingeführte atmosphärische
Luft erzeugt einen Druckunterschied zwischen dem Kammern (F, E), wodurch eine der
Betätigungskraft (N) entgegenwirkende Kraft auf den Kolben (19) erzeugt wird. Bei
dem in Fig. 7 dargestellten ausgegLichenen Zustand sind sowohl das Vakuumventil
(50) als auch das Luftventil geschlossen und der Druck in der Kammer (F) wird eindeutig
durch die Betätigungskraft (N) bestimmt.
-
Es ist festzustellen, dass der Druck in der Kammer (F)
gleich
dem in der Kammer (D) des Bremskraftverstärkers (1) ist. Somit kann die Ausgangskraft
des Bremskraftverstärkers (1) ohne Drücken des Bremspedals durch die Betätigungskraft
(N) gesteuert werden, die auf die Handbetätigung (34) aufgebracht wird. Der Druckunterschied
zwischen den Kammern (F, E) wirkt auf das Betätigungsglied (54) als Reaktionskraft,
so dass der Fahrer leicht die Reakt-ionskraft fühlen kann, die der Bremskraft entspricht.
-
Wenn die auf das Betätigungsglied (54) aufgebrachte Kraft (N) gelöst
oder reduziert wird, verschiebt die Membran (38) sich nach vorne, um sich vom Flansch
(49a) des Kolbens (49) zu trennen. Der Druck in der Kammer (F) und der Steuerkammer
(D) des Bremskraftverstärkers (1) strömt über die Kammer (E) zur Vakuumdruckquelle,
wodurch die Bremskraft gelöst oder reduziert wird.
-
Fig. 8 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung, die im wesentlichen
gleich der in Fig. 5 dargestellten zweiten Ausführungsform ist. Bei (60) ist in
Fig. 8 eine Handbetätigung zum Steuern des Drucks in der Steuerkammer (D) des pneumatischen
Bremskraftverstärkers (1) dargestellt (siehe Fig 1). Sie umfasst eine Eingabestange
(61) entsprechend der Eingabestange (46) bei der zweiten Ausführungsform, einen
am hinteren Ende (61b) der Eingabestange (61) ausgebildeten Flansch (61c) und entsprechend
dem Kolben (39 in fig. 5, eine Membran (62), die mit dem Flansch (61c) zusammenwirkt,
um eine vordere Vakuumdruckkammer (Ea) konstanten Drucks und eine hintere Kammer
(Eb) variablen Drucks zu bilden, ein:Ringventil (63), einen Ringventilsitz (61b),
welcher
an einem Radialflansch der Eingabestange (61) ausgebildet ist und mit dem Ventilglied
(63) zur Bildung eines Luftventils (65) zusammenwirkt, einen Ringventilsitz, der
sich stationär an der Innenwand des Gehäuses befindet und mit dem Ventilglied (63)
zusammenwirkt, um ein Vakuumventil (64) zu bilden, eine öffnung (66), die die Vakuumkammer
(Eb) mit der Vakuumdruckquelle und der Verbindungsöffnung (3) des pneumatischen
Bremskraftverstärkers (Fig. 1) verbindet, eine Ringkammer (Fa), die hinter dem Vakuumventil
(64) und dem Luftventil (65) ausgebildet ist und über eine in der Eingabestange
(61) ausgebildete Passage (68) und eine bffnung (69) ständig mit der Kammer (Fb)
verbunden ist, um die Kammer (Fa) ständig mit der oeffnung (13) des pneumatischen
Bremskraftverstärkers (1) (Fig. 1) zu verbinden, um so den Druck in der Steuerkammer
(D) (Fig. 1) gleich dem Druck in der Kammer (Fa) zu halten. Weiterhin sind öffnungen
(70) zum Einführen von atmosphärischer Luft zur Vorderseite des Luftventils (65)
ebenso vorgesehen, wie ein Luftfilter (73), eine Feder (71) zum nach hinten Vorspannen
des Ventilgliedes (63) relativ zur Eingabestange (61), eine Feder (72) zum nach
vorne Vorspannen der Eingabestange (63) relativ zum Gehäuse, und eine an der Vorderseite
des Luftventils (65) ausgebildete Kammer (G), die ständig über die öffnungen (70)
und das Luftfilter (73) mit der Atmosphäre verbunden ist. Das vordere Ende (61a)
der Eingabestange (61) steht mit dem Drehbetätigungsglied (54) im Eingriff.
-
Wenn keine Betätigungskraft auf das Betätigungsglied (54)
aufgebracht
wird, wird die Eingabestange (61) durch die Feder (72) nach vorne vorgespannt und
das Luftventil (65> und das Vekuumventil (64) werden in den geschlossenen bzw.
den offenen Zustand gebracht, so dass die Kammern (Fa, Fb, Ea) und ebenso die Steuerkammer
(D) des pneumatischen Bremskraftverstärkers mit der Vakuumdruckquelle verbunden
werden. So wird keine Bremskraft erzeugt, ohne dass das Bremspedal (BP) gedrückt
wird.
-
Wenn eine Betätigungskraft (N) auf das Betätigungsglied (54) aufgebracht
wird, wird die Eingabestange (61) nach hinten verschoben. Zuerst schliesst das Vakuumventil
(64) zum Abschneiden der Verbindung zwischen den Kammern (Fa, Ea), wonach das Luftventil
(65) sich öffner, um atmosphärische Luft in die Kammer (Fa) einzubringen, wodurch
ein Druckunterschied zwischen den Kammern (Fb, Fa) wirkt und die Eingabestange nach
vorne verschiebt. Im ausgeglichenen Zustand gleicht die auf die Eingabestange aufgrund
des Druckunterschiedes zwischen den Kammern (Fb, Fa) wirkende Kraft die Kraft aus,
die aufgrund der Betötigungskraft (N) auf das Betätigungsglied (54) auf die Eingabestange
(61) wirkt.
-
Als Folge werden sowohl das Luftventil (65) als auch das Vakuumventil
(64) geschlossen. Die Steuerkammer (D) im pneumatischen Bremskraftverstärker (1)
wird ebenso auf einem Druck gehalten, der gleich dem in den Kammern (Fa, Fb) ist,
wodurch eine vorbestimmte Druckdifferenzkraft auf den Steuerkolben (10) wirkt.
-
Somit erzeugt der pneumatische Bremskraftverstärker (1) eine Ausgangskraft
entsprechend der auf das
Betätigungsglied (54) aufgebrachten Kraft
(N).
-
Fig. 9 zeigt eine vierte Ausführungsform der Erfindung, bei der der
Aufbau des Luftventils, des Vakuumventils und der zugehörigen Teile gleich denen
der dritten Ausführungsform ist, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist. Dementsprechend
sind alle übereinstimmenden Teile mit denselben Bezugszeichen versehen und deren
Beschreibung ist hier weggelassen. Bei der dargestellten Ausführungsform wird eine
Eingabestange (81) durch eine Betötigungseinrichtung (82) betätigt, die sich in
einer Betätigung (80) befindet. Weiterhin ist das Betätigungsglied (54), welches
im Fahrerraum vorgesehen ist, entsprechend der dritten Ausführungsform, durch eine
Handbetätigung (83) ersetzt. Die Handbetätigung (38) umfasst ein Betätigungsglied
(84), auf das eine Betätigungskraft (N) aufgebracht werden kann. Weiterhin umfasst
die Handbetätigung eine Feder (85) zum Vorspannen des Betätigungsgliedes (84) in
Richtung entgegengesetzt der Betätigungskraft (N), einen verschiebbaren Anschluss
(86), der am Betätigungsglied (84) angebracht ist, und einen mit dem verschiebbaren
Anschluss (86) zusammenwirkenden Widerstand (88). Die entgegengesetzten Enden des
Widerstandes (88) sind jeweils mit einer elektrischen Stromquelle (87) konstanter
Spannung und mit der Erde verbunden. Der verschiebbare Anschluss (86) ist über eine
Steuerung (89) mit der Betätigungseinrichtung (82) verbunden. Die Steuerung (89)
steuert die Betätigungseinrichtung (82) entsprechend der durch den verschiebbaren
Anschluss (86) zugeführten elektrischen Spannung, so dass, wenn die auf das Betätigungsglied
aufgebrachte
Betätigungskraft (N) gross ist, die der Steuerung zugeführte elektrische Spannung
entsprechend zunimmt und die von der Betötigungseinrichtung (82) auf die Eingabestange
(81) aufgebrachte Axialkraft dementsprechend zunimmt. Daher ist es möglich, ohne
Betätigung des Bremspedals eine Bremskraft vorzusehen und die Bremskraft zu steuern,
indem manuell die Betätigungskraft (N) auf das Betätigungsglied (84) gesteuert aufgebracht
wird.
-
Fig. 10 zeigt eine fünfte Ausführungsform der Erfindung, bei der der
Aufbau der Handbetätigung (83) gleich der der Fig. 9 ist, so dass die entsprechenden
Teile mit denselben Bezugszeichen versehen sind und die Beschreibung hier weggelassen
ist. Bei dieser Ausführungsform ist der mechanische Betätigungsmechanismus für das
Luftventil und das Vakuumventil gemäss der zweiten, dritten und vierten Ausführungsform
durch eine Vielzahl von unabhängigen Elektromagnetventi len und einen elektrischen
Kreis zum Steuern des Betriebs derselben ersetzt, wie dies im Zusammenhang mit der
fünften Ausführungsform dargestellt ist.
-
Entsprechend der Darstellung in Fig. 10 sind drei Elektromagnetventile
(91, 92, 93) vorgesehen, sowie Drosselventile (94, 95). Weiterhin nimmt eine Steuerung
(96) das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal (E) und das Gaspedalbetätigungssignal (A)
in Ergänzung zum Spannungssignal des verschiebbaren Anschlusses (86) der Handbetätigung
(83) auf. Diese Ventile sind über die öffnung (13) mit der Steuerkammer (D) des
pneumatischen
Bremskraftverstärkers (1) (Fig. 1) und mit der Vakuumdruckquelle und der atmosphärischen
Luft verbunden. Das Verhältnis zwischen den Zuständen der Ventile (91, 92, 93) und
der Bremskraft ist in Tabelle 2 dargestellt.
-
TABELLE 2
| Ventil 91 Ventil 92 Ventil 93 Bremskraft |
| EIN EIN oder AUS EIN oder AUS unverändert |
| AUS AUS AUS gelöst |
| AUS EIN EIN vermindert |
| AUS EIN AUS verstärkt |
Im Normalzustand, wie er in Fig. 10 dargestellt ist, sind die Ventile (91, 92,93)
jeweils AUS und die Steuerdruckkammer (D) steht mit der Vakuumdruckquelle in Verbindung.
Dann erzeugt der Steuerkolben (10) keine Bremskraft. Der Betriebsablauf der. Ausführungsform
gemäss Fig. 10 gleicht im wesentlichen dem der ersten Ausführungsform, so dass die
Beschreibung hier weggelassen werden kann. Das Drosselventil (95) bestimmt die Luftströmung
in die Steuerkammer (D) bei der Zunahme oder bei der Aufbringung der Bremskraft.
Das Drosselventil (94) bestimmt die Luftströmung aus der Steuerkammer (D)
beim
Abnehmen der Bremskraft. Bei dieser Ausführungsform ist das Ventil (92) so vorgesehen,
dass es das Drosselventil (94) umgeht, um ein schnelles Lösen der Bremskraft zu
ermöglichen.
-
Entsprechend der vorstehenden Beschreibung kann entsprechend der Erfindung
die Bremskraft einfach aufgebracht und gesteuert werden durch eine Handbetätigung
ohne Aufbringen einer niederdrückenden Kraft auf das Bremspedal. Die Bremskraft
kann einfach entsprechend der Betätigungskraft gesteuert werden, die auf die Handbetätigung
aufgebracht wird.
-
- Leerseite -