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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Hydraulikdruck-Bremssystem für Kraftfahrzeuge
gemäß dem Oberbegriffsabschnitt
von Anspruch 1. Dieses Bremssystem ist aus
DE 198 43 220 A bekannt.
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Bei
dem Hydraulikdruck-Bremssystem gemäß der Erfindung wird Bremsfluiddruck
normalerweise von einer Pumpe als einer Haupt-Druckquelle zugeführt, zusätzlicher
Fluiddruck wird jedoch von einem Hauptzylinder zugeführt, wenn
es erforderlich ist, Bremsdruck schnell zu erhöhen, so beispielsweise bei
einem schnellen Bremsvorgang, bei niedriger Temperatur, die hohe
Viskosität
des Bremsfluids verursacht, und, wenn die Leistung der Pumpe abnimmt.
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Um
das Verhalten des Fahrzeugs optimal zu steuern, werden zunehmend
Fahrzeug-Bremssysteme
eingesetzt, die die Bremswirkung effektiv steuern können. So
hat beispielsweise das Bremssystem, das in dem japanischen Patent
2 590 825 offenbart wird, neben einem Hauptzylinder, der Fluiddruck
erzeugt, wenn ein Bremspedal gedrückt wird, eine Fluiddruckquelle,
die eine Pumpe und einen Speicher umfasst, um den Radzylindern Fluiddruck
proportional dazu oder unabhängig
davon, wie stark das Bremspedal gedrückt wird, zuzuführen. Da
ein derartiges System jedoch einen sperrigen Speicher benötigt, ist
es schwierig, das gesamte System in einem Motorraum zu montieren.
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Vorrichtungen
zum Erzeugen von Bremsfluid mit einer Pumpe nur bei Erhöhung des
Radzylinderdrucks durch elektronische Steuerung werden in den japanischen
Patentveröffentlichungen
9-20 229 und 10-67 311 vorgeschlagen. Bei diesen Vorrichtungen muss,
wenn der Kanal zwischen dem Hauptzylinder und den Radzylindern gesperrt
wird, die gesamte Menge an Bremsfluid, die zum Bremsen erforderlich ist,
durch die Pumpe bereitgestellt werden, so dass eine Pumpe mit großer Kapazität erforderlich
ist. Des Weiteren ist die Verzögerung
des Druckanstiegs bei einer schnellen Druckzunahme ein Problem,
weil dadurch ein längerer
Bremsweg entsteht.
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Es
ist ein Bremssystem vorgeschlagen worden, das dieses Problem löst. 7 ist
ein grundlegender Schaltplan eines derartigen Bremssystems. In Leitungen,
die den Hauptzylinder 1 mit Radzylindern 2A, 2B (die
Buchstaben A, B sind im Folgenden gelegentlich weg gelassen) verbinden,
sind ein elektromagnetisches Schaltventil 3 und ein Hubsimulator (stroke
simulator) 4 vorhanden. Dieses Bremssystem enthält des Weiteren
Steuerventile (die in diesem Beispiel druckerhöhende Schaltventile 5A, 5B und druckverringernde
Schaltventile 6A, 6B umfassen), um den Radzylinder-Druck
auf Basis von Befehlen von einer elektronischen Steuereinheit (ECU,
nicht dargestellt) zu steuern, ein Schaltventil 9, das
in einer Rückführleitung
vorhanden ist, die sich vom Ausflussanschluss einer Pumpe 7 (in
diesem Beispiel Hydraulikpumpe) zu einem Behälter 8 erstreckt,
eine Umgehungsleitung 10, die den Hauptzylinder 1 mit dem
Ansauganschluss der Pumpe 7 verbindet, ein Schaltventil 11,
das in der Umgehungsleitung 10 vorhanden ist, und ein Sperrventil 12,
das in der Rückführleitung
vorhanden ist, um einen Fluidstrom von der Umgehungsleitung 10 zu
dem Behälter 8 zu
sperren. Die Schaltventile 5 und 6, die zur Antiblockiersteuerung
dienen, sind bei dieser Anordnung keine ausschlaggebenden Elemente.
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Dieses
Bremssystem ist des Weiteren mit Fluiddrucksensoren 13A, 13B,
einem Entlastungsventil 14 zum Verhindern von Überdruck,
einer Geräuschdämpfungsdrossel 15 und
einem Geräuschdämpfer 16 versehen.
Entlastungsventil 14, Drossel 15 und Geräuschdämpfer 16 werden
in dieser Anordnung eingesetzt, sind jedoch keine ausschlaggebenden
Elemente.
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Die
Rückdruckkammer 4b des
Hubsimulators 4 ist mit dem Behälter 8 verbunden,
um die Kammer feucht zu halten. Er hat eine Hauptkammer 4a.
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In
der Anordnung in 7 wird in einem normalen Zustand
(d.h., wenn die elektrische Steuereinheit normal arbeitet) Bremsfluid-Druck
durch die Pumpe 7 zugeführt.
Wenn es erforderlich wird, den Bremsdruck schnell zu erhöhen und
eine Verringerung der Viskosität
von Bremsfluid aufgrund von Temperaturabfall auszugleichen, wird
Fluiddruck den Radzylindern 2 sowohl von der Pumpe 7 als
auch von dem Hauptzylinder 1 zugeführt.
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Fluiddruck
kann durch Öffnen
des Schaltventils 3 von dem Hauptzylinder zugeführt werden.
Wenn es jedoch wiederholt geöffnet
und geschlossen wird, kommt es zum Pulsieren in den Bremsleitungen.
Dies tritt auch auf, wenn die Pumpe 7 aktiviert wird. Dieses Pulsieren
wird auf das Bremspedal übertragen,
wodurch das Bremsgefühl
beeinträchtigt
wird. Wenn das Schaltventil 3 offen gehalten wird, schlägt das Bremspedal
zurück,
wenn der Radzylinder-Druck den Hauptzylinder-Druck (d.h. Fluiddruck,
der in dem Hauptzylinder erzeugt wird) übersteigt.
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Um
diese Probleme zu lösen,
hat das Bremssystem in 7 die Umgehungsleitung 10,
die mit dem Schaltventil 11 versehen ist, um Druckfluid
von dem Hauptzylinder 1 über die Pumpe 7 zu
zuführen. Diese
Abwandlung bringt jedoch ein weiteres Problem mit sich. Das heißt, da das
Schaltventil 11 geöffnet
werden muss, um den Druck schnell zu erhöhen, wird das Sperrventil 12 geschlossen,
so dass aus dem Behälter 8 der
Pumpe 7 kein Fluid zugeführt werden kann. So muss eine
große
Menge an Fluid von dem Hauptzylinder zugeführt werden. Dadurch nimmt der
Hub des Bremspedals 17 verglichen mit dem Fall, in dem
das Schaltventil 11 geschlossen ist, um den Bremsdruck
mit moderater Geschwindigkeit zu erhöhen, erheblich zu.
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Des
Weiteren saugt, wenn das Ventil 11 zur schnellen Druckerhöhung offen
ist, die Pumpe stoßweise
Fluid aus dem Hauptzylinder an. Pulsieren in den Bremsleitungen
wird so direkt auf das Bremspedal übertragen. Obwohl die Drossel,
die an der Ausflussseite der Pumpe vorhanden ist, Pulsieren und Geräusch unterdrückt, wird
es schwierig, den Druck mit hoher Geschwindigkeit zu erhöhen.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Hydraulikdruck-Bremssystem
zu schaffen, das eine Verzögerung
der Druckzunahme während
eines schnellen Druckanstiegs und Verschlechterung des Pedalgefühls verhindern
kann, und bei dem das Ansprechverhalten verbessert wird, indem der
Ansaugwirkungsgrad der Pumpe während eines
schnellen Druckanstiegs oder bei niedriger Temperatur erhöht wird.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Um
die obenstehende Aufgabe zu lösen, schafft
die Erfindung das Hydraulikdruck-Bremssystem
für Kraftfahrzeuge
nach Anspruch 1.
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Gemäß Anspruch
1 wird ein Hydraulikdruck-Bremssystem für Kraftfahrzeuge geschaffen, das
einen Hauptzylinder, der Fluiddruck entsprechend einer auf ein Bremspedal
ausgeübten
Kraft erzeugt, einen Behälter,
Radzylinder, eine angetriebene Pumpe, die einen Einlassanschluss
hat, der mit dem Behälter
verbunden ist, ein Schaltventil, das in einer Fluidleitung vorhanden
ist, die den Hauptzylinder mit den Radzylindern verbindet, umfasst,
wobei das Schaltventil geschlossen wird, um den Rad-Bremszylindern
Brems-Fluiddruck
von der Pumpe zuzuführen,
wenn eine elektrische Steuereinheit des Systems normal arbeitet,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Umgehungsleitung, die den Hauptzylinder
mit den Rad-Bremszylindern unter Umgehung des Schaltventils verbindet,
vorhanden ist, und ein Sperrventil oder ein Entlastungsventil, das
nur Fluidstrom von dem Hauptzylinder in Richtung der Rad-Bremszylindern
zulässt,
und ein Absperrventil in der Umgehungsleitung vorhanden sind. (Dies
ist eine erste Ausführung).
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Des
Weiteren wird bei dem System in 7 das aus
der Rückdruckkammer
des Hub-Simulators abgeflossene
Fluid zu dem Behälter
zurückführt, ohne
dass es effektiv genutzt wird.
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Wenn
eine Umgehungsleitung mit einem Sperrventil oder einem Entlastungsventil
und ein Absperrventil, die in dem System der ersten Ausführung vorhanden
sind, zu dem System der zweiten Ausführung hinzugefügt werden,
ist es ein noch vorteilhafteres System (dieses System ist eine dritte
Ausführung).
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Wenn,
wie in dem System in 7 eine Drossel in dem System
an der Abflussseite der Pumpe vorhanden ist, ist die Umgehungsleitung
vorzugsweise in einem Kreis zwischen der Drossel und den Radzylindern
vorhanden.
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Wenn
ein Hubsimulator eingesetzt wird, der die Menge an Fluid, die aus
seiner Rückdruckkammer
ausströmt,
relativ zu der Menge an Fluid, die in seine Hauptkammer strömt, vergrößern kann,
ist es möglich,
den Effekt der vorliegenden Erfindung weiter zu verstärken.
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Wenn
bei dem Bremssystem der Rückdruck schnell
erhöht
werden muss, die Pumpe allein jedoch den Rückdruck nicht mit einer erforderlichen
Geschwindigkeit zuführen kann, öffnet die
ECU das Absperrventil in der Umgehungsleitung, um den Radzylindern über die
Umgehungsleitung Hauptzylinder-Druck zuzuführen. Zusätzlich dazu wird das gesamte
Fluid, das durch die Pumpe aus dem Behälter angesaugt wird, den Radzylindern
zugeführt,
so dass die Verzögerung
beim Druckanstieg auf ein Minimum verringert wird.
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Da
das Sperrventil in der Umgehungsleitung schließt, wenn der Radzylinder-Druck
den Hauptzylinder-Druck übersteigt,
ist es nicht notwendig, das Absperrventil wiederholt zu öffnen und
zu schließen, da
das Pedalgefühl
nicht beeinträchtigt
wird. Des Weiteren wird, da das Sperrventil in der Umgehungsleitung
schließt,
das Rückschlagen
des Pedals verhindert, wenn der Radzylinder-Druck zunimmt. Des Weiteren
wird, da das Nachfüllen
mit Fluid aus dem Hauptzylinder in dem Moment unterbrochen wird,
in dem das Sperrventil schließt,
der Pedalhub verhindert.
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Wenn
ein Entlastungsventil, das öffnet,
wenn eine vorgegebene Druckdifferenz erzeugt wird, anstelle eines
Sperrventils verwendet wird, ist es weniger wahrscheinlich, dass
Pulsieren aufgrund der Betätigung
der Pumpe übertragen
wird. Dadurch wird das Pedalgefühl
weiter verbessert.
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Bei
dem System, bei dem eine Drossel in dem Ausflusskreis der Pumpe
vorhanden ist, nimmt, wenn Nachfüllfluid
aus dem Hauptzylinder in einen Kreis zwischen der Drossel und der
Pumpe eingeleitet wird, der Grad der Verbesserung des Ansprechverhaltens
bei starkem Druckanstieg aufgrund des Einflusses der Drossel ab.
So wird Fluidzufuhr aus dem Hauptzylinder vorzugsweise in einen
Kreis zwischen der Drossel und den Radzylindern geleitet.
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Wenn
das Bremspedal gedrückt
wird, strömt Fluid,
das aus dem Hauptzylinder ausfließt, in die Hauptkammer des
Hubsimulators. Dadurch fließt Fluid
aus der Rückdruckkammer
des Hubsimulators aus. In dem System in 7 strömt das ausgeflossene
Fluid in den Behälter,
ohne dass es effektiv genutzt wird.
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Durch
die Wirkung der Drossel, die zwischen der Rückdruckkammer und dem Behälter vorhanden ist,
wird der Fluiddruck in dem Kreis vor der Drossel um so größer, je
höher die
Viskosität
des Bremsfluids ist und je schärfer
das Bremspedal gedrückt
wird und je größer damit
die Menge an aus der Rückdruckkammer
pro Zeiteinheit ausgeflossenem Fluid ist. Der Kreis vor der Drossel
ist mit dem Ansauganschluss der Pumpe über den ersten Ansaugkanal verbunden.
So wird während
eines schnellen Druckanstiegs oder bei niedriger Temperatur, die
bewirkt, dass die Viskosität
des Bremsfluids niedrig ist, unter Druck stehendes Bremsfluid eingedrückt, wenn die
Pumpe arbeitet, so dass sich der Ansaugwirkungsgrad der Pumpe verbessert.
Damit wird eine Verzögerung
des Druckanstiegs während
schnellen Druckanstiegs oder bei niedriger Temperatur verhindert.
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Des
Weiteren wird mit dieser Anordnung, da eine Drossel verglichen mit
dem Schaltventil 11 in dem System in 7 kostengünstig ist,
eine Zunahme der Kosten vermieden. Des Weiteren öffnet, während bei dem System in 7 der
Pumpe Fluid aus dem Hauptzylinder zugeführt wird, wenn das Schaltventil 11 offen
ist, bei dem System der zweiten Ausführung, wenn der Druck in dem
ersten Ansaugkanal aufgrund des Ansaugens von Fluid durch die Pumpe und
des teilweisen Ausströmens
von Fluid über
die Drossel abfällt,
das Sperrventil in dem zweiten Ansaugkanal, so dass das Ansaugen
von Fluid durch die Pumpe aus dem Behälter ausgeführt wird. So nimmt der Pedalhub
während
starken Druckanstiegs verglichen mit dem bei moderatem Druckanstieg nicht übermäßig zu.
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Wenn
eine Einrichtung zum Vergrößern der Fluidmenge
als der Hubsimulator eingesetzt wird, steigt die Menge an Fluid,
die aus der Rückdruckkammer
ausfließt, über die
Menge an Fluid, die in die Hauptkammer strömt, so dass der Ansaugwirkungsgrad
der Pumpe sich weiter verbessert. Dadurch wird der Hub des Pedals
weiter verringert.
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Andere
Merkmale und Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden aus der
folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
ersichtlich.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein Schaltbild, das ein Fluiddruck-Bremssystem einer ersten Ausführung zeigt;
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2 ist
eine Ansicht, die ein Beispiel zeigt, bei dem das Sperrventil in
der Umgehungsleitung durch ein Entlastungsventil ersetzt ist;
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3 ist
ein Schaltbild, das ein Fluiddruck-Bremssystem einer zweiten Ausführung zeigt;
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4A ist
eine Schnittansicht, die ein Beispiel des Hubsimulators zeigt;
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4B ist
eine Schnittansicht, die ein weiteres Beispiel desselben zeigt;
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5 ist
eine Schnittansicht eines Hubsimulators unter Verwendung einer Einrichtung
zum Vergrößern der
Fluidmenge;
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6 ist
ein Schaltbild, das ein Fluiddruck-Bremssystem einer dritten Ausführung zeigt; und
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7 ist
ein Schaltbild eines herkömmlichen Fluiddruck-Bremssystems.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführung
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1 zeigt
ein Hydraulikdruck-Bremssystem für
Kraftfahrzeuge der ersten Ausführung.
Zwei Bremsfluidkreise sind normalerweise separat an einem Fahrzeug
angebracht, d.h. jeder für
zwei der vier Rad-Bremszylinder. 1 zeigt
einen der Kreise. Die Rad-Bremszylinder 2A, 2B,
die dargestellt sind, können
für das
rechte und das linke Vorderrad, für das rechte und das linke
Hinterrad, für
das linke Vorderrad und das rechte Hinterrad oder für das rechte
Vorderrad und das linke Hinterrad dienen.
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Der
Hauptzylinder-Druck, der von der Kraft abhängt, die durch den Fahrer auf
das Bremspedal 17 ausgeübt
wird, wird den Radzylindern direkt zugeführt, wenn das elektrische Steuersystem
ausfällt. Ein
Verstärker 18 verstärkt den
Hauptzylinder-Druck proportional, so dass ein ausreichender Bremsdruck auch
in einem derartigen Fall bei einer geringen Kraftausübung durch
den Fahrer erzeugt werden kann.
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Da
das Bremssystem in 1 eine Abwandlung des Systems
in 7 ist, werden gleiche Elemente mit gleichen Symbolen
gekennzeichnet, und eine ausführliche
Beschreibung wird weggelassen.
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Sperrventile
sind an der Ausfluss- und der Ansaugseite der Pumpe 7 vorhanden,
um umgekehrten Strom von Fluid zu dem Behälter 8 bzw. umgekehrten
Strom von dem Radzylinder 2 zu der Pumpe 7 zu
verhindern. In der dargestellten Ausführung sind diese Sperrventile
nicht dargestellt.
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In
der Ausführung
in 1 ist anstelle der Umgehungsleitung 10 in 7 eine
Umgehungsleitung 19 vorhanden, um den Hauptzylinder 1 mit
den Radzylindern 2 unter Umgehung des Schaltventils 3 zu
verbinden, und anstelle des Schaltventils 11 sind ein Sperrventil 20,
das nur einen Fluidstrom von dem Hauptzylinder 1 zu den
Radzylindern 2 zulässt,
und ein Absperrventil 21 (wie beispielsweise ein elektromagnetisches
Schaltventil, wie dies dargestellt ist) in der Umgehungsleitung 19 vorhanden.
Das System in 1 unterscheidet sich von den
in 7 in diesen Punkten.
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In
Funktion schließt,
wenn das Bremspedal 17 gedrückt wird, die ECU das Schaltventil 3 und
aktiviert die Pumpe 7 auf Basis des Signals von einem Bremsschalter
(nicht dargestellt) und/oder einem Drucksensor 13A. Bei
dieser Anordnung kann Rückdruck
proportional zu der Kraft gesteuert werden, die auf das Bremspedal
ausgeübt
wird, indem die Menge an Fluid reguliert wird, die den Radzylindern
von der Pumpe 7 zugeführt
wird, ohne dass den Radzylindern direkt Hauptzylinder-Druck zugeführt werden muss.
Das heißt,
das Fahrzeug kann wie vom Fahrer beabsichtigt gebremst werden.
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Um
den Radzylinder-Druck zu erhöhen,
wird die Pumpe zunächst
mit hoher Geschwindigkeit betätigt,
wobei das Schaltventil 9 in der Rückführleitung geschlossen ist.
Da das Schaltventil 3 in der Leitung zu dem Hauptzylinder 1 in
diesem Zustand ebenfalls geschlossen ist, wird das gesamte Fluid
von der Pumpe 7 den Radzylindern 2 zugeführt, so
dass der Bremsfluid-Druck schnell ansteigt. Wenn der Ausgang von
Drucksensor 13B, der in der Leitung vorhanden ist, die
das Schaltventil 3 mit den Radzylindern verbindet, einen
vorgegebenen Druck erreicht, verlangsamt die ECU die Pumpe 7 oder
hält sie
an und öffnet
das Schaltventil 9, wenn dies erforderlich ist.
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Obwohl
Fluiddruck in dem Hauptzylinder 1 proportional zu der auf
das Bremspedal ausgeübten Kraft
erzeugt wird, wird der Hauptzylinder-Druck, da das Schaltventil 3 geschlossen
gehalten wird, nicht über
das Ventil 3 den Radzylindern zugeführt. Daher wird jegliches Pulsieren
in den Bremsleitungen nicht auf das Bremspedal übertragen. Damit ist gutes
Pedalgefühl
gewährleistet.
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Wenn
es jedoch erforderlich ist, den Bremsdruck in Reaktion auf ein plötzliches
Drücken
des Bremspedals oder Verzögerung
des Druckanstiegs aufgrund langsamen Betriebs der Pumpe schnell
zu erhöhen,
stellt die ECU fest, dass die Pumpe 7 allein den Bremsdruck
nicht auf den erforderlichen Wert erhöhen kann, und öffnet das
Schaltventil 21 in der Umgehungsleitung 19, um
den Radzylindern 2 direkt Bremsfluid aus dem Hauptzylinder 1 zuzuführen und eine
Verzögerung
des Druckanstiegs zu verhindern.
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Am
Ende des Bremsvorgangs hält
die ECU die Pumpe an und öffnet
das Schaltventil 9, um den Fluiddruck in den Radzylindern 2 zu
dem Behälter 8 zurückzuführen. Obwohl
die Schaltventile 5 und 6 zur Antiblockiersteuerung
vorhanden sind, kann, wenn dies erforderlich ist, das Schaltventil 6 geöffnet werden,
um den Fluiddruck schneller zu dem Behälter zurückzuführen und die Druckverringerung
zu beschleunigen. Des Weiteren kann in dem Niederdruckbereich das
Schaltventil 3 geöffnet
werden, um einen Teil des Fluids dem Hauptzylinder 1 zuzuführen. Vorzugsweise
wird als das Ventil 9 ein stromportionales (current-proportional)
Mengenventil (lineares Ventil) verwendet.
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Die
Menge an Fluid, die den Radzylindern 2 zugeführt wird,
kann auf einen Wert gesteuert werden, der der Pedaldruckkraft entspricht,
beispielsweise, indem die Drehgeschwindigkeit der Pumpe 7 oder das
Drehmoment des Pumpantriebsmotors reguliert wird und/oder die Schaltventile 6 und 9 auf
Basis der durch den Fahrer auf das Bremspedal ausgeübten Kraft
und des durch den Drucksensor 13B gemessenen Radzylinder-Drucks geöffnet und
geschlossen werden. Des Weiteren ist es, indem das Öffnen der Schaltventile 9 und 6 in
einem der zwei Bremssysteme, die an dem Fahrzeug angebracht sind,
auf einen anderen Grad als der Ventile 9 und 6 in
dem anderen System eingestellt werden, möglich, unterschiedliche Bremsdrücke auf
die Radzylinder in den jeweiligen Systemen auszuüben.
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Die
ECU stellt auf Basis der Geschwindigkeit der Änderung der Kraft, die auf
das Bremspedal ausgeübt
wird, oder der Änderung
des Hauptzylinder-Drucks (er übersteigt
bei Panikbremsung einen vorgegebenen Wert) oder auf Basis der Differenz zwischen
den Messwerten an den Drucksensoren 13A und 13B fest,
ob die Pumpe 7 allein den Fluiddruck mit einer erforderlichen
Geschwindigkeit erhöhen
kann oder nicht. Wenn die ECU dies feststellt, öffnet sie das Schaltventil 21,
um den Bremsdruck auf die oben beschriebene Weise schneller ansprechend
zu erhöhen.
Die ECU ist normalerweise so programmiert, dass sie das Schaltventil 21 schließt, wenn
der Radzylinder-Druck auf einen erforderlichen Pegel erhöht worden
ist, indem sie die Werte der Drucksensoren 13A, 13B vergleicht.
Selbst wenn jedoch das Schaltventil 21 offen gehalten wird,
schlägt das
Bremspedal nicht zurück,
da das Sperrventil 20 in der Umgehungsleitung 19 umgekehrten
Fluidstrom verhindert.
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Wenn
das Sperrventil 20 bei Zunahme des Radzylinder-Drucks schließt, wird
Fluidzufuhr aus dem Hauptzylinder unterbrochen. So kann der Hub des
Bremspedals 17 nicht zu groß sein, und schnellerer Druckanstieg
bei gleichzeitigem guten Pedalgefühl ist möglich.
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Das
Bremssystem in 1 ist mit Schaltventilen 5, 6 und 9,
die den Radzylinder-Druck steuern, sowie mit Drucksensoren 13A und 13B versehen,
die den Hauptzylinder-Druck bzw. den Fluiddruck an der Ausflussseite
der Pumpe erfassen.
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Wenn
zu dem dargestellten System ein Bremsschalter (nicht dargestellt)
und Radgeschwindigkeitssensoren (nicht dargestellt) hinzufügt werden,
und die ECU entsprechend programmiert wird, kann dieses Bremssystem
die unten aufgeführten verschiedenen
Steuervorgänge
durchführen:
- 1) Steuern des Drucks der dem Radzylinder von der
Pumpe zugeführt
wird, proportional zum Hub des Bremspedals (oder der auf das Bremspedal ausgeübten Kraft);
- 2) Antiblockier-Bremssteuerung;
- 3) automatisches Bremsen oder Schlupfsteuerung, die durchgeführt wird,
indem automatisch Bremsdruck auf ausgewählte Radbremsen ausgeübt wird,
wenn das Bremspe dal nicht gedrückt ist,
um die Position des Fahrzeugs zu regulieren oder das Fahrzeug abzubremsen;
- 4) regenerierende Bremssteuerung in einem Elektrofahrzeug zur
Verringerung des Bremsdrucks, wobei der Elektromotor des Fahrzeugs
als eine zusätzliche
Bremse genutzt wird, während
Elektrizität
erzeugt wird;
- 5) Bremsassistent-Steuerung zur Verstärkung der Bremskraft bei Panikbremsung über einen
Wert, der der Pedal-Trittkraft entspricht; und
- 6) EBD-Steuerung zum optimalen Verteilen von Bremskräften auf
die Vorder- und die Hinterräder.
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Das
Sperrventil 20 in 1 kann durch
ein Entlastungsventil 22 ersetzt werden, das in 2 dargestellt
ist, da Letzteres geschlossen gehalten wird, bis die Differenz des
Fluiddrucks an der Seite des Hauptzylinders und der Seite der Pumpe
einen vorgegebenen Wert (beispielsweise 10 bar) übersteigt, und kann so Übertragung
von Pulsieren des Bremspedals effektiver verhindern als ein Sperrventil,
das empfindlich auf Druckänderung
reagiert. Der Einsatz eines Entlastungsventils verbessert des Weiteren
das Pedalgefühl
bei schnellem Druckanstieg.
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Unter
bestimmten Umständen
kann das Absperrventil 21 weggelassen werden, indem der
Ventilöffnungs-Druckunterschied
für das
Entlassungsventil auf einen relativ großen Wert (beispielsweise 20
bar oder darüber)
eingestellt wird.
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Wenn
die Drossel 15 in der Ausflussleitung in der Pumpe vorhanden
ist, um Geräusch
aufgrund von Pulsieren durch Dämpfen
von Pulsieren zu verringern, ist, wie in 1 dargestellt,
des Weiteren die Umgehungsleitung 19 vorzugsweise mit dem
Kreis näher
an den Radzylindern als die Drossel verbunden. Durch diese Anordnung
fällt der
Einfluss der Drossel weg, so dass der Effekt der Verbesserung beim
Ansprechen auf einen schnellen Druckanstieg das Maximum erreicht.
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Obwohl
beschrieben wurde, dass das Schaltventil 3 durch ein Signal
von einem Bremsschalter und/oder dem Drucksensor 13A gesteuert werden
kann, kann ein Signal von einem Hubsensor, der den Hub des Bremspedals
erfasst, genutzt werden.
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3 ist
ein Schaltplan des Bremssystems der zweiten Ausführung.
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In
dem Bremssystem in 3 ist statt der Umgehungsleitung 10 und
des Schaltventils 11 des Systems in 7 eine Drossel 23 in
dem Kreis vorhanden, der die Rückdruckkammer 4b des
Hubsimulators 4 mit dem Behälter 8 verbindet.
Des Weiteren sind ein erster Ansaugkanal 24, der sich von
einem Punkt zwischen der Drossel 23 und der Rückdruckkammer 4b zu
dem Ansauganschluss der Pumpe 7 erstreckt, und ein zweiter
Ansaugkanal 25, der den Behälter 8 mit dem ersten
Ansaugkanal 24 verbindet, vorhanden, und ein Sperrventil,
das Fluidstrom nur von dem Behälter 8 in
Richtung der Pumpe 7 zulässt, ist in dem zweiten Ansaugkanal 24 vorhanden.
In diesen Punkten unterscheidet es sich von dem Bremssystem in 7.
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Bei
dem Bremssystem in 3 wird ebenfalls, wenn das Bremspedal
gedrückt
wird, das Schaltventil geschlossen, um die Pumpe 7 zu drehen und
so den Druck der Radzylinder 2 durch das Fluid von der
Pumpe zu erhöhen.
Da die Steuerung zu diesem Zeitpunkt und die Art und Weise der Regulierung der
Menge des zugeführten
Fluids im Wesentlichen die gleichen sind wie bei dem System in 1,
wird die Beschreibung weg gelassen. Der einzige Unterschied zu dem
System in 1 besteht darin, dass, um eine
Verzögerung
des Druckanstiegs der Radzylinder 2 bei einem scharfen
Bremsen oder bei einer niedrigen Temperatur, bei der die Viskosität des Bremsfluids
zunimmt, zu verhindern, der Druck in dem ersten Ansaugkanal 24 aufgrund
der Drosselwirkung der Drossel 23 erhöht wird, wodurch der Ansaugwirkungsgrad
der Pumpe 7 verbessert wird. Wenn der Druck in dem ersten
Ansaugkanal 24 abfällt,
oder wenn es zu keiner Druckzunahme in dem ersten Ansaugkanal 24 beispielsweise
aufgrund von moderatem Druckanstieg, kommt, öffnet das Sperrventil 26 in
dem zweiten Ansaugkanal 25, so dass Fluid durch die Pumpe 7 aus
dem Vorratsbehälter 8 angesaugt
wird.
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Das
System in 7 stellt in Abhängigkeit davon,
ob die Geschwindigkeit der Änderung
der Betätigungskraft
durch den Fahrer oder den Hauptzylinder einen vorgegebenen Wert überstiegen
hat oder nicht (im Falle einer scharfen Bremsung ist die Geschwindig keit
der Änderung
hoch), fest, ob die Ausflussmenge der Pumpe unzureichend ist oder
nicht, und es war erforderlich, das Schaltventil 11 zu öffnen, wenn
die Ausflussmenge der Pumpe als unzureichend bewertet wird. Das
System in 3 bedarf keiner derartigen Funktion.
Es ist lediglich erforderlich, den Grad der Öffnung der Drossel 23 entsprechend
auszuführen.
Dies vereinfacht die Steuerung.
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Die
Funktion am Ende des Bremsvorgangs ist ebenfalls die gleiche wie
bei dem System in 1. Auch bei dem Bremssystem
in 3 ist es, da ein Bremsschalter, eine elektronische
Steuereinheit und die Radgeschwindigkeitssensoren vorhanden sind, möglich, verschiedene
Steuervorgänge
1) bis 4) und 6) von den oben aufgeführten Typen von Steuervorgängen durchzuführen.
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4A, 4B zeigen
spezielle Beispiele des Hubsimulators 4. 4A zeigt
ein Beispiel, bei dem die Hauptkammer 4a, die mit dem Hauptzylinder 1 in
Verbindung steht, und die Rückdruckkammer 4b, die
mit dem Behälter 8 in
Verbindung steht, durch einen Kolben 4d unterteilt werden,
der von einer Feder 4c gespannt wird. 4B zeigt
ein Beispiel, bei dem die Hauptkammer 4a und die Rückdruckkammer 4b durch
einen dehnbaren Balgenkolben 4e unterteilt sind, der eine
Tret-Gegenkraft auf das Bremspedal unter Verwendung einer federnden
Rückstellkraft
des Balgenkolbens 4e ausübt. Die Position der Hauptkammer 4a und
der Rückdruckkammer 4b können umgekehrt
werden. Jeder beliebige andere Hubsimulator kann ebenfalls verwendet
werden.
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5 ist
ein spezielles Beispiel des Hubsimulators, der eine Fluidmengen-Vergrößerungsfunktion
hat. Die Hauptkammer 4a und die Rückdruckkammer 4b werden
durch einen Kolben 4f mit unterschiedlichem Durchmesser
unterteilt, der von einer Feder 4c gespannt wird. Die Fluidmenge
wird proportional zu dem Verhältnis
zwischen den Druckaufnahmeflächen
an beiden Enden des Kolbens 4f mit veränderlichem Durchmesser vergrößert. Die
vergrößerte Fluidmenge
wird in die Pumpe eingeleitet, so dass es möglich ist, das Eindrücken des
Bremspedals weiter zu verringern.
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6 ist
ein Schaltplan des Bremssystems der dritten Ausführung. In dem System in 6 ist eine
Umgehungsleitung 19 vorhanden, die den Hauptzylinder 1 und
die Radzylinder 2 unter Umgehung des Schaltventils 3 miteinander
verbindet, und ein Sperrventil 20, das einen Fluidstrom
von dem Hauptzylinder 1 nur in Richtung der Radzylinder 2 zulässt, und
ein Absperrventil 21 (in der Figur ein elektromagnetisch
angetriebenes Schaltventil) sind in der Umgehungsleitung 19 vorhanden.
Des Weiteren sind eine Drossel 23 in dem Kreis, der die
Rückdruckkammer 4b des
Hubsimulators 4 mit dem Behälter 8 verbindet,
ein erster Ansaugkanal 24, der sich von einem Punkt zwischen
der Drossel 23 und der Rückdruckkammer 4b zu
dem Ansauganschluss der Pumpe 7 erstreckt, ein zweiter
Ansaugkanal 25, der den Behälter 8 mit dem ersten
Ansaugkanal 24 verbindet, und ein Sperrventil 26 vorhanden,
das einen Fluidstrom von dem Behälter 8 nur
zu der Pumpe 7 in dem zweiten Ansaugkanal 25 zulässt.
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Dieses
System ist eine Kombination des Systems in 1 und des
Systems in 3. So weist es sowohl die Funktionen
und Effekte des Systems in 1 als auch
die des Systems in 3 auf. Während eines schnellen Druckanstiegs
führt die Drossel 23 aus
dem Hubsimulator 4 ausgeflossenes Fluid der Pumpe 7 zu,
und die Umgehungsleitung 19 öffnet ebenfalls. So wird Fluid
aus dem Hauptzylinder zu der Gesamtmenge an ausgeflossenen Fluid
aus der Pumpe 7 hinzugefügt, deren Ansaugwirkungsgrad
erhöht
worden ist, und wird den Radzylindern 2 zugeführt. Daher
wird eine Druckzunahme der Radzylinder 2 weiter beschleunigt,
und das Ansprechverhalten verbessert sich.
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Wie
die Systeme in 1 und 3 kann das
Bremssystem in 2 verschiedene Steuervorgänge durchführen.
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Auch
in dem System in 6 ist es, wenn ein Entlassungsventil,
das öffnet,
wenn eine vorgegebene Fluiddruckdifferenz erzeugt wird, als das
Sperrventil 20 eingesetzt wird, möglich, die Wahrscheinlichkeit
weiter zu verringern, dass Pulsieren, das durch die Pumpe erzeugt
wird, auf das Bremspedal übertragen
wird.
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Des
Weiteren nimmt, wenn ein Hubsimulator eingesetzt wird, bei dem die
Menge an abgelassenem Fluid aus der Rückdruckkammer 4b relativ
zu der Menge an Fluid aus dem Hauptzylinder 1, die in die
Hauptkammer 4a eingeleitet wird, vergrößert wird (die Fluidmenge kann
unter Verwendung der Vergrößerungseinrichtung
in 5 oder einer bekannten Fluidmengen-Vergrößerungseinrichtung
vergrößert werden),
der Ansaugwirkungsgrad der Pumpe weiter zu, und die Menge an Nachfüllfluid
aus dem Hauptzylinder nimmt ab. So ist es möglich, das Eindrücken des
Bremspedals weiter zu verringern.
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Bei
dem Bremssystem der ersten Ausführung
wird, wie oben beschrieben, bei einem schnellen Druckanstieg, wenn
die Zufuhr von Fluiddruck mit der Pumpe allein nicht ausreicht,
Bremsfluid, das aus dem Hauptzylinder in die Radzylinder nachgefüllt wird,
zur Ausflussseite der Pumpe über
die Umgehungsleitung geleitet, die ein Sperrventil und ein Absperrventil
hat. So ist es möglich,
das Eindrücken
des Bremspedals während
eines schnellen Druckanstiegs zu verringern und Rückschlagen
des Pedals aufgrund des umgekehrten Stroms von Fluiddruck und Pedalschwingung
aufgrund des wiederholten Öffnens
und Schließens
des Absperrventils zu vermeiden. So wird ein gutes Pedalgefühl gewährleistet.
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Des
Weiteren wird bei einer schnellen Druckerhöhung die gesamte Menge an abgeflossenem Fluid
von der Pumpe effektiv genutzt, und aus dem Hauptzylinder nachgefülltes Fluid
wird ihr hinzugefügt.
Daher ist die Zunahme des Radzylinder-Drucks schnell, und das Ansprechverhalten
verbessert sich weiter. Dadurch werden die Leistung und die Zuverlässigkeit
eines kleinen Fluiddruck-Bremssystems, bei dem eine Pumpe mit geringer
Kapazität
eingesetzt wird und das keinen Speicher enthält, weiter verbessert.
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Bei
dem Bremssystem der zweiten Ausführung
wird Widerstand gegen Ausfließen
durch eine kostengünstige
Drossel gegenüber
Fluid ausgeübt, das
aus der Rückdruckkammer
eines Hubsimulators in Richtung des Behälters abfließt, und
die Pumpe saugt Bremsfluid an, dessen Druck durch die Drossel erhöht worden
ist. So verbessert sich der Ansaugwirkungsgrad der Pumpe. Dies macht
es möglich,
auf wirtschaftliche Weise eine Verzögerung der Druckzunahme während eines
schnellen Druckanstiegs oder einer niedrigeren Temperatur zu vermeiden.
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Wenn
der Druck in dem zweiten Ansaugkanal abfällt, wird die Quelle, von der
Bremsfluid durch die Pumpe angesaugt wird, auf den Behälter umgestellt,
so dass der Pedalhub während
eines schnellen Druckanstiegs verglichen mit dem während eines moderaten
Druckanstiegs nicht erheblich zunimmt. Des Weiteren ist es, wenn
eine Fluidmengen-Vergrößerungseinrichtung
als der Hubsimulator eingesetzt wird, möglich, das Eindrücken des
Bremspedals weiter zu verringern.
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Bei
dem Bremssystem der dritten Ausführung
werden die Funktionen und Wirkungen sowohl des Systems der ersten
als auch der zweiten Ausführung
erreicht. So kann ein besseres Ansprechverhalten mit einem kleinen
System gewährleistet
werden.