DE3844126A1 - Bremsfluiddrucksteuervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsfluiddrucksteuer­ vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Genauer gesagt bezieht sie sich auf eine Bremsfluiddruck­ steuervorrichtung bei einem Antiblockiersteuersystem für ein Fahrzeug, die mit einem Mechanismus zur Verminderung des während eines Antiblockiersteuervorgangs auf ein Bremspedal wirkenden Rückschlageffekts ausgestattet ist.

Wie bekannt ist, tritt eine unter der Bezeichung "Rückschlag" bekannte Erscheinung während eines Antiblockiersteuervor­ gangs einer Antiblockiersteuervorrichtung auf, die zum Über­ wachen und Einschätzen eines Radblockierzustands eines Fahrzeugs sowie zum Erhöhen oder Vermindern eines auf die Radzylinder wirkenden Bremsfluiddrucks oder aber zum Halten des Fluiddrucks auf einem konstanten Wert dient. Diese Rückschlagerscheinung tritt dann auf, wenn ein Steuer­ signal eine Strömung eines Rückstrom-Druckfluids von den Radzylindern zu einem Reservoir hervorruft, das dadurch in eine Druckfluidzufuhrleitung zurückgeführt wird, durch die ein Hauptzylinder mit einem Drucksteuerventil kommuniziert. Wenn dieses Rückstrom-Druckfluid auf eine Druckerzeugungskammer des Hauptzylinders einwirkt, wird das Bremspedal ruckartig zurückgestoßen, was bei dem Fahrer eines Fahrzeugs einen störenden oder unangenehmen Eindruck hinterläßt.

Die US-PS 44 53 782 offenbart zum Beispiel eine Fluiddruck­ steuervorrichtung für ein Antiblockiersteuersystem, die zum Zweck der Eliminierung der eingangs genannten Rückschlag­ erscheinung konzipiert wurde. Diese Fluiddrucksteuervor­ richtung ist mit einer Ventilvorrichtung (Schieberventil) ausgestattet, die eine Strömungsverbindung des Druckfluids von dem Hauptzylinder mit dem Drucksteuerventil gestattet, wenn der Fluiddruck einen bestimmten Wert übersteigt. Eine Austrittsöffnung einer Hydraulikpumpe ist zwischen der Ventilvorrichtung und dem Drucksteuerventil mit der Zufuhr­ leitung verbunden.

Da bei dieser Fluiddrucksteuervorrichtung die Ventilvorrichtung die Strömung des Rückstrom-Druckfluids von den Radzylindern in den Hauptzylinder behindert, muß für dieses Rückstrom- Druckfluid ein Druckspeicher vorgesehen werden. Die Hinzu­ fügung des Druckspeichers und der Ventilvorrichtung auf der Austrittsseite der Hydraulikpumpe führt jedoch zu einer ziemlichen Vergrößerung des Antiblockiersteuersystems als Ganzes.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Bremsfluiddrucksteuervorrichtung, bei der sich der Rückschlag vermindern läßt und die sich außerdem mit einer relativ geringen Größe ausbilden läßt.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichen des Anspruchs 1.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Bremsfluiddrucksteuer­ vorrichtung des Typs mit einer elektromagnetischen Ventil­ vorrichtung zum Steuern der Strömungsverbindung zwischen einem Hauptzylinder und Radzylindern durch eine Zufuhrleitung sowie der Strömungsverbindung zwischen den Radzylindern und einem Reservoir durch eine Rückstromleitung, und mit einer Hydraulik­ pumpe zum Rückführen des Bremsfluids in dem Reservoir zu der Zufuhrleitung, wobei sich die Bremsfluiddrucksteuer­ vorrichtung erfindungsgemäß auszeichnet durch: ein in der Zufuhrleitung zwischen dem Hauptzylinder und der elektro­ magnetischen Ventilvorrichtung vorgesehenes Fluiddrucksteuer­ ventil; einen abgestuften Kolben, der in das Fluiddrucksteuer­ ventil in gleitend verschiebbarer Weise eingepaßt ist und durch eine Rückkehrfeder in Richtung auf eine Anschlagposition mit Druck beaufschlagt ist; eine an einem zentralen Bereich des Fluiddrucksteuerventils zur Strömungsverbindung mit der Zufuhrleitung ausgebildete Fluiddruckkammer; eine auf der entgegengesetzten Seite des abgestuften Kolbens zur der­ artigen Strömungsverbindung mit der Hydraulikpumpe ausge­ bildeten Gegendruckkammer, daß zum Zeitpunkt einer Druckver­ minderung während eines Antiblockiersteuervorgangs das von den Radzylindern zurückströmende Rückstrom-Druckfluid mittels der Hydraulikpumpe druckbeaufschlagt wird und in die Gegendruck­ kammer eingeleitet wird und somit durch Bewegen des abgestuften Kolbens in der Gegendruckkammer eine Druckspeicherung erfolgt; und durch eine Rückstromfluidpassage zum Zurückführen des Rückstrom-Druckfluids auf die Seite des Hauptzylinders, wobei die Rückstromfluidpassage einen Drosselbereich beinhaltet.

Bei Auftreten einer Druckreduzierung während eines Antiblockier­ steuervorgangs wird das von den Radzylindern kommende Rück­ strom-Druckfluid durch eine Hydraulikpumpe druckbeaufschlagt und in die Gegendruckkammer eingeleitet, so daß durch Bewegen des abgestuften Kolbens gegen die Kraft der Rückkehrfeder eine Druckspeicherung erzielt wird, wobei das Rückstrom-Druck­ fluid durch den Drosselbereich zu dem Hauptzylinder zurück­ geführt wird. Dabei wird das Druckfluid zu dem Hauptzylinder in einer Menge zurückgeführt, die der Änderung des Volumens in der Gegendruckkammer entspricht, wobei diese Änderung der Bewegung des abgestuften Kolbens entspricht. Als Ergebnis der vorstehend erläuterten Arbeitsweise kehrt das Rückstrom-Druck­ fluid nicht ruckartig bzw. schnell zu dem Hauptzylinder zurück, wodurch sich der auf das Bremspedal wirkende Rückschlageffekt vermindern läßt.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Systems, das ein Ausführungsbeispiel einer Brems­ fluidsteuervorrichtung mit einem Rückschlagver­ minderungsmechanismus gemäß der vorliegenden Er­ findung darstellt.

Die vorliegende Erfindung läßt sich am besten durch die Tatsache charakterisieren, daß das Rückstrom-Druckfluid in der Druckreduzierphase während eines Antiblockiersteuer­ vorgangs zur Erzielung einer Druckspeicherung in der Gegendruckkammer durch den abgestuften Kolben aufgenommen wird und durch den Drosselbereich zu dem Hauptzylinder zurückgeführt wird, und daß das Druckfluid zu dem Haupt­ zylinder in einer Menge zurückgeführt wird, die der Volumenänderung der Fluiddruckkammer entspricht, wobei diese Änderung einer Bewegung des abgestuften Kolbens entspricht. Soweit diesen Punkten Genüge geleistet wird, spielt es keine Rolle, ob die den Drosselbereich beinhaltende Fluidrückstrom­ leitung bzw. Fluidrückstrompassage in dem abgestuften Kolben oder an anderer Stelle vorgesehen ist.

Im folgenden wird nun ein Ausführungsbeispiel der Bremsfluid­ drucksteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten System wird eine auf ein Brems­ pedal 1 ausgeübte Drückkraft über eine Drückstange in einen Hauptzylinder M/C eingeleitet. Der in dem Haupt­ zylinder M/C erzeugte Fluiddruck wird durch ein Fluiddruck­ steuerventil 20 auf die Radzylinder W/C der Vorderrad­ und Hinterradbremseinrichtungen ausgeübt. Eine Zufuhrleitung A zwischen dem Hauptzylinder M/C und den Radzylindern W/C kommuniziert mit einer in dem Fluid­ drucksteuerventil 20 vorgesehenen Fluiddruckkammer (I). Außerdem ist ein elektromagnetisches Steuerventil 2, das im folgenden als Halteventil bezeichnet wird, zwischen das Fluiddrucksteuerventil 20 und die Radzylinder W/C geschaltet. Wenn nach Einschätzung und entsprechender Steuerung einer nicht gezeigten elektronischen Steuereinheit ein Radblockierzustand droht, veranlaßt ein Steuersignal einen derartigen Betrieb des Halteventils 2, daß dieses die Zufuhr­ leitung A sperrt, wodurch die Druckfluidzufuhr von dem Hauptzylinder M/C zu den Radzylindern W/C unterbrochen wird. Außerdem ist eine das Halteventil 2 umgehende Bypass- bzw. Abzweigleitung C mit der Zufuhrleitung A verbunden. Die Abzweigleitung C beinhaltet ein Sperrventil, das nur den Rückstrom des Rückstrom-Druckfluids von den Rad­ zylindern W/C zu dem Hauptzylinder M/C gestattet.

Das Fluiddrucksteuerventil 20 ist aus einem Gehäuse 21 und einem darin axial verschiebbar angeordneten, abgestuften Kolben 22 gebildet.

Der abgestufte Kolben 22 besitzt an seinen Ende eine erste Endfläche 22 e mit einer relativ großen Oberfläche sowie eine zweite Endfläche 22 f mit einer relativ kleinen Oberfläche, wobei die erste Endfläche 22 e mit dem Rückstrom-Druckfluid beaufschlagt wird, das von einer Hydraulikpumpe 6 unter Druck gesetzt wird. Da die zweite Endfläche 22 f von einer Rückkehrfeder 24 druckbeaufschlagt ist, ist der abgestufte Kolben 22 in bezug auf die Zeichnung normalerweise nach links vorgespannt, und das der Rückkehrfeder entgegengesetzt angeordnete Ende des abgestuften Kolbens stößt an der Innenwandung des Gehäuses 21 an. Eine Fluiddruckkammer (I) ist in dem abgestuften Kolben 22 an einer in etwa zentralen Stelle in bezug auf dessen Längserstreckung vorgesehen.

Zwischen dem der Rückkehrfeder 24 entgegengesetzt angeordneten Ende des abgestuften Kolbens und der Innenwandung des Gehäuses 21 ist eine Gegendruckkammer (II) definiert, die über eine als Rückstrompassage dienende Fluidpassage 22 a und eine Verbindungs-Durchgangsöffnung 22 c mit der Druckfluidkammer (I) kommuniziert. Die Fluidpassage 22 a beinhaltet eines Drosselbereich 22 b mit kleinem Querschnitt. Außerdem ist ein Kugel-Rückschlagventil 25 vorgesehen, das ein Öffnen oder Schließen der Fluid­ passage 22 a ermöglicht. Das Rückschlagventil 25 ist durch eine Feder 26 in bezug auf die Zeichnung nach links vor­ gespannt, d.h. in Richtung auf diejenige Position, in der es die Fluidpassage 22 a schließt.

Eine sich von den Radzylindern W/C wegerstreckende Rück­ stromleitung B ist mit dem Fluiddrucksteuerventil 20 ver­ bunden und kommuniziert mit der Gegendruckkammer (II). Die Rückstromleitung B beinhaltet ein elektromagnetisches Steuerventil 4, das im folgenden als Druckabsenkventil bezeichnet wird. Das Druckabsenkventil 4 wird durch ein Steuersignal von der nicht gezeigten elektronischen Steuereinheit geöffnet, wie dies auch bei dem bereits erwähnten Halteventil 2 der Fall ist, wodurch ein Rückstrom des Rückstrom-Druckfluids von den Radzylindern W/C zu einem Reservoir 5 ermöglicht wird. Dies heißt mit anderen Worten, daß das Reservoir 5 und die Hydraulikpumpe 6 in der sich von der Austrittsöffnung des Druckabsenkventils 4 wegerstreckenden Rückstrompassage B vorgesehen sind, das zu dem Reservoir 5 zurückgeführte Rückstrom-Druckfluid mittels der Hydraulikpumpe 6 druckbeaufschlagt wird und sodann durch einen Einlaß 27 in die Gegendruckkammer (II) geleitet wird.

Auf diese Weise wird das von der Hydraulikpumpe 6 druck­ beaufschlagte Rückstrom-Druckfluid in die Gegendruckkammer (II) eingeleitet, um darin eine Druckspeicherung zu er­ zielen, und dies heißt, daß das Fluiddrucksteuerventil 20 ebenfalls die Druckspeicherfunktion eines herkömmlichen Druckspeichers beinhaltet.

Im folgenden wird nun der Betrieb des Ausführungsbeispiels erläutert.

Das in dem Hauptzylinder M/C aufgrund der durch das Brems­ pedal 1 ausgeübten Drückkraft erzeugte Druckfluid wird durch die Zufuhrleitung A, die Fluiddruckkammer (I) des Fluiddrucksteuerventils 20 und das Halteventil 2 zu den Radzylindern W/C der Vorderrad- und Hinterradbremsein­ richtungen geleitet. In dem Zustand, in dem wenigstens eines der Räder zu blockieren beginnt, erfolgt eine Überwachung und Einschätzung des Radblockierzustandes durch die nicht gezeigte elektronische Steuereinheit, und diese führt dem Halteventil 2 ein Steuersignal zum Unter­ brechen der Zufuhrleitung A zu. Synchron dazu wird das Druckabsenkventil 4 durch ein Steuersignal von der elektronischen Steuereinheit zum Öffnen der Rückstrom­ leitung B betätigt, wodurch das Druckfluid in den Rad­ zylindern W/C zu dem Reservoir 5 zurückströmen kann. Das in das Reservoir 5 zurückgeströmte Druckfluid wird dann mittels der Hydraulikpumpe 6 druckbeaufschlagt und in die Gegen­ druckkammer (II) des Fluiddrucksteuerventils 20 eingeleitet.

Das in die Gegendruckkammer (II) eingeleitete Rückstrom- Druckfluid drückt das Rückschlagventil 25 von links her in den geöffneten Zustand und strömt in die Druckfluid­ kammer (I) ein, wobei es durch den Drosselbereich 22 b gedrosselt wird. Dabei drückt das Rückstrom-Druckfluid von links gegen den abgestuften Kolben 22, der sich nun gegen die Kraft der Rückkehrfeder 24 nach rechts bewegt, wodurch sich das Volumen der Fluiddruckkammer (I) ver­ ändert. Mit anderen Worten heißt dies, daß das Rückstrom- Druckfluid in einer der Volumenänderung der Fluiddruck­ kammer (I) entsprechenden Menge allmählich zu dem Haupt­ zylinder M/C zurückgeführt wird.

Wie vorstehend bereits erläutert wurde, besitzt das Fluid­ drucksteuerventil 20 die Funktion eines Druckspeichers, da das von der Hydraulikpumpe 6 druckbeaufschlagte Druck­ fluid in die Gegendruckkammer (II) geleitet wird, um darin eine Druckspeicherung zu erzielen. Gleichzeitig wird jegliche Änderung des Fluiddrucks in der Fluiddruckkammer (I) jeweils in Stufen zu dem Hauptzylinder M/C zurückgeführt, wodurch sich die auf das Bremspedal 1 wirkende Rückschlag­ wirkung vermindern läßt.

Wie vorstehend beschrieben wurde, ist die Bremsfluiddruck­ steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung derart ausgebildet, daß zum Zeitpunkt einer Fluiddruckreduzierung während eines Antiblockiersteuervorgangs das von den Radzylindern in das Reservoir zurückströmende Rückstrom- Druckfluid mittels der Hydraulikpumpe mit Druck beauf­ schlagt wird und in die Gegendruckkammer (II) des Fluid­ drucksteuerventils eingeleitet wird, um eine der Bewegung des abgestuften Kolbens entsprechende Druckspeicherung zu erzielen. Das Drucksteuerventil hat somit die Funktion eines herkömmlichen Druck- bzw. Kraftspeichers. Somit be­ nötigt die erfindungsgemäße Vorrichtung keinen Druck­ speicher, und dadurch läßt sich das gesamte System kleiner ausbilden, wodurch sich wiederum die Kosten reduzieren lassen.

Außerdem wird das Druckfluid zu dem Hauptzylinder in einer Menge zurückgeführt, die einer jeden, durch die Bewegung des abgestuften Kolbens hervorgerufenen Änderung des Volumens in der Fluiddruckkammer (I) entspricht, wodurch sich die auf das Bremspedal wirkende Rückschlagkraft vermindern läßt.

Claims (8)

1. Bremsfluiddrucksteuervorrichtung des Typs mit einer elektromagnetischen Ventilvorrichtung zum Steuern der Strömungsverbindung zwischen einem Hauptzylinder und Radzylindern durch eine Zufuhrleitung sowie der Strömungsverbindung zwischen den Radzylindern und einem Reservoir durch eine Rückstromleitung, und mit einer Hydraulikpumpe zum Rückführen des Bremsfluids in dem Reservoir zu der Zufuhrleitung, gekennzeichnet durch
ein in der Zufuhrleitung (A) zwischen dem Hauptzylinder (M/C) und der elektromagnetischen Ventilvorrichtung (2) vor­ gesehenes Fluiddrucksteuerventil (20);
einen abgestuften Kolben (22), der in das Fluiddruck­ steuerventil (20) in gleitend verschiebbarer Weise ein­ gepaßt ist und durch eine Rückkehrfeder (24) in Richtung auf eine Anschlagposition mit Druck beaufschlagt ist;
eine an einem zentralen Bereich des Fluiddrucksteuerventils (20) zur Strömungsverbindung mit der Zufuhrleitung (A) ausgebildete Fluiddruckkammer (I);
eine auf der entgegengesetzten Seite des abgestuften Kolbens (22) zur derartigen Strömungsverbindung mit der Hydraulikpumpe (6) ausgebildete Gegendruckkammer (II), daß zum Zeit­ punkt einer Druckverminderung während eines Antiblockier­ steuervorgangs das von den Radzylindern (W/C) zurück­ strömende Rückstrom-Druckfluid mittels der Hydraulikpumpe (6) druckbeaufschlagt wird und in die Gegendruckkammer (II) eingeleitet wird und somit durch Bewegen des abgestuften Kolbens (22) in der Gegendruckkammer (II) eine Druck­ speicherung erfolgt; und durch
eine Rückstromfluidpassage (22 a) zum Zurückführen des Rückstrom- Druckfluids auf die Seite des Hauptzylinders (M/C), wobei die Rückstromfluidpassage (22 a) einen Drosselbereich (22 b) beinhaltet.

2. Bremsfluiddrucksteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rückstromfluidpassage (22 a) durch den abgestuften Kolben (22) erstreckt.

3. Bremsfluiddrucksteuervorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstromfluidpassage (22 a) das Fluiddrucksteuerventil (20) umgeht und die stromauf­ wärtige Seite der Rückstromleitung (B) direkt mit der Seite des Hauptzylinders (M/C) verbindet.

4. Bremsfluiddrucksteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Ermöglichung einer Strömung des Rückstrom-Druckfluids in Vorwärtsrichtung ausgelegtes Rückschlagventil (25) in der Rückstromfluidpassage (22 a) vorgesehen ist.

5. Bremsfluiddrucksteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der abge­ stufte Kolben (22) an seinen Enden eine erste Endfläche (22 e) mit einer relativ großen Oberfläche sowie eine zweite Endfläche (22 f) mit einer relativ kleinen Oberfläche aufweist und die erste Endfläche (22 e) zur Aufnahme des durch die Hydraulikpumpe (6) druckbeaufschlagten Rückstrom- Druckfluids ausgelegt ist.

6. Bremsfluiddrucksteuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Endfläche (22 f) durch die Rückkehrfeder (24) mit Druck beaufschlagt ist.

7. Bremsfluiddrucksteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (25) eine kugelförmige Konfiguration besitzt und durch eine Drückfeder (26) normalerweise derart mit Druck beaufschlagt ist, daß die Rückstrom­ fluidpassage (22 a) unterbrochen ist.

8. Bremsfluiddrucksteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Ventilvorrichtung durch ein normaler­ weise geöffnetes Halteventil (2), das in der Zufuhrleitung (A) vorgesehen ist, und durch ein normalerweise geschlossenes Druckabsenkventil (4), das in der Rückstromleitung (B) vorgesehen ist, gebildet ist.