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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brems-Vorrichtung
für ein Kraftfahrzeug, die dazu ausgebildet ist, eine Brems-Kraft
auf die Räder des Fahrzeuges in einer vorbestimmten Beziehung mit
einer Betätigungs-Kraft auszuüben, die auf ein Bremspedal
ausgeübt wird.
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In dem Dokument JP-A 58188746 ist eine Brems-Vorrichtung
des Typs vorgeschlagen worden, die einen Druck-Sensor zur
Erfassung einer Betätigungs-Kraft aufweist, die auf Bremspedal
ausgeübt wird, sowie einen Drehzahl-Sensor zur Erfassung einer
Drehzahl eines Rades, wobei ein Bremskraft-Verstärker, der mit
einem Haupt-Zylinder verbunden ist, in Übereinstimmung mit der
erfaßten Betätigungs-Kraft des Bremspedals und einer Verzögerung
des Fahrzeuges betätigt wird, die auf der Basis der erfaßten
Drehzahl des Rades berechnet worden ist. Die Brems-Vorrichtung
ist wirksam, um eine gewünschte Verzögerung des Fahrzeugs in
Übereinstimmung mit der Betätigungs-Kraft des Bremspedals auch
dann zu bewirken, wenn der dynamische Reibungskoeffizient der
Bremsbeläge der zugehörigen Scheibenbremsen-Anordnung zufolge
eines Fehlers im Herstellungsverfahren der Brems-Vorrichtung oder
eines Anstiegs der Temperatur der Brems-Vorrichtung abnimmt.
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Bei der Betätigung der Brems-Vorrichtung wird jedoch die
Verzögerung des Fahrzeugs auf der Basis der erfaßten Drehzahl des
Rades berechnet. Falls das Fahrzeug über einen Vorsprung oder
eine Senke auf der Straße während des Brems-Vorganges fährt, dann
wird aus diesem Grund die Betätigung des Bremskraft-Verstärkers
gesteuert, um die Brems-Kraft, die auf das Rad ausgeübt wird, zu
verringern. Als ein Ergebnis wird die Brems-Kraft unzureichend,
nachdem das Fahrzeug über den Vorsprung oder die Senke auf der
Straße gefahren ist.
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Eine Brems-Vorrichtung, die die Merkmale des oberbegriffs
von Patentanspruch 1 aufweist, ist aus dem Dokument FR-A 2077504
bekannt. Die hydraulische Servo-Einheit dieser bekannten Brems-
Vorrichtung erzeugt einen Servo-Druck in einer vorbestimmten
Beziehung mit der Brems-Kraft, ansprechend auf eine Bewegung der
Rad-Brems-Anordnung. Dieser Servo-Druck wird auf eine Kammer
innerhalb der hydraulischen Servo-Einheit ausgeübt und erzeugt
einen Druck innerhalb einer Druck-Kammer der Servo-Einheit.
Solange der Druck in der Druck-Kammer nicht in einer
vorbestimmten Beziehung mit einem Anstieg des Drucks im Haupt-
Zylinder gesteigert worden ist, wird der Druck in der Druck-
Kammer auf die Rad-Brems-Anordnung ausgeübt. Dies führt dazu, daß
der Brems-Druck, der auf die Brems-Anordnung ausgeübt wird, nicht
der Druck des Haupt-Zylinders ist, sondern ein verstärkter Druck
ist. Die Ausbildung und die Betätigung der bekannten Brems-
Vorrichtung führt weiters dazu, daß der Brems-Druck auf ein
solches Ausmaß gesteigert wird, daß die Brems-Kraft, die auf das
Rad ausgeübt wird, auch dann proportional zu dem Druck des Haupt-
Zylinders ist, wenn sich die Bremsen verschlechtern. Dies hat die
erwünschte Wirkung, daß die Betätigungs-Kraft des Bremspedals,
die dazu notwendig ist, eine bestimmte Brems-Kraft auf das Rad
auszuüben, sich auch dann nicht ändert, wenn der dynamische
Reibungskoeffizient der Bremsbeläge der Brems-Anordnung sich
zufolge eines Fehlers bei der Herstellung der Brems-Anordnung
oder zufolge eines Anstiegs der Temperatur der Brems-Anordnung
abnimmt. Diese bekannte Brems-Vorrichtung wird jedoch genauso wie
die Brems-Anordnung, die aus dem Dokument JP-A 58188746 bekannt
ist, die Brems-Kraft, die auf das Rad ausgeübt wird, verringert,
wenn das Fahrzeug über einen Vorsprung oder über eine Senke auf
der Straße während des Brems-Vorganges fährt.
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Aus dem Dokument US-A 3537759 ist eine Brems-Vorrichtung
bekannt, die dazu bestimmt ist, den Brems-Druck zu begrenzen und
dadurch die Brems-Kraft, die auf das Rad ausgeübt wird, zu
begrenzen. Diese bekannte Brems-Vorrichtung umfaßt eine
hydraulische Servo-Einheit, die einen Servo-Druck erzeugt. Dieser
Servo-Druck wird dazu verwendet, eine Hydraulik-Steuer-
Vorrichtung der Brems-Vorrichtung zu steuern, so daß der Druck,
der auf die Rad-Brems-Anordnung ausgeübt wird, begrenzt wird,
wenn die Brems-Kraft einen vorbestimmten Wert übersteigt.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die
Brems-Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch
1 in der Hinsicht zu verbessern, daß sie dazu geeignet ist, die
Brems-Kraft, die auf die Räder in Übereinstimmung mit der
Betätigungs-Kraft des Bremspedals ausgeübt wird, in zuverlässiger
Weise aufrecht zu erhalten, und zwar auch dann, wenn das Fahrzeug
über einen Vorsprung oder eine Senke auf der Straße fährt.
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Diese Aufgabe wird durch die Brems-Vorrichtung
entsprechend dem Patentanspruch 1 gelöst. Weitere Entwicklungen
dieser Brems-Vorrichtung sind in den Patentansprüchen 2 und 3
definiert.
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Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und
um zu zeigen, wie sich ihre Wirkungen entfalten, wird nun im Wege
von Beispielen auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in
denen:
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Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brems-
Vorrichtung eines Kraftfahrzeugs in Übereinstimmung mit der
vorliegenden Erfindung ist;
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Fig. 2 ein Schnitt in vergrößertem Maßstab einer Rad-
Brems-Anordnung ist, die in der Fig. 1 gezeigt ist;
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Fig. 3(A) - 3(C) den Betriebs-Modus einer hydraulischen
Servo-Einheit in vergrößertem Maßstab zeigen, die in der Fig. 1
dargestellt ist; und
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Fig. 4(A) und 4(B) den Betriebs-Modus einer hydraulischen
Steuer-Vorrichtung darstellen, die in der Fig. 1 gezeigt ist.
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In der Fig. 1 der Zeichnungen ist schematisch eine Brems-
Vorrichtung dargestellt, die für ein nicht angetriebenes
Vorderrad 20 eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Die Brems-
Vorrichtung umfaßt einen Haupt-Zylinder 10 zur Erzeugung eines
Haupt-Zylinder-Drucks Pm in Übereinstirnmung mit einer
Betätigungs-Kraft, die auf ein Bremspedal 11 ausgeübt wird, eine
Rad-Brems-Anordnung 30, die so angeordnet ist, daß sie durch
einen Hydraulik-Brems-Druck Pw betätigt wird, der auf sie
ausgeübt wird, um eine Brems-Kraft auf das Vorderrad 20
auszuüben, eine hydraulische Servo-Einheit 40 zur Erzeugung eines
Servo-Drucks Ps in Übereinstimmung mit der Brems-Kraft, die auf
das Vorderrad 20 ausgeübt wird, und eine hydraulische Steuer-
Vorrichtung 50 zur Steuerung des Brems-Drucks Pw in
Übereinstimmung mit dem Servo-Druck Ps, der in der Servo-Einheit
40 ausgeübt wird. Zusätzlich dazu besitzt das Vorderrad 20 eine
Achse 21, die drehbar in einem Gehäuse 61 gelagert ist, eine Nabe
22, die mit der Achse 21 verbunden ist und einen Reifen (nicht
dargestellt), der auf der Nabe 22 befestigt ist, um um eine Achse
L drehbar zu sein.
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Wie dies in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, umfaßt die Rad-
Brems-Vorrichtung 30 eine drehbare Bremsscheibe 31, die auf der
Nabe 22 befestigt ist, ein Zangen-Glied 34 des gegenüberliegenden
Typs, das dazu ausgebildet ist, die Bremsscheibe 31 zu umgreifen
und das auf dem Achsen-Gehäuse 61 mittels eines Paares von
radialen Verbindungen 32, 33 befestigt ist, um in einer
Umfangsrichtung der drehbaren Bremsscheibe 31 bewegt zu werden,
ein paar von einander gegenüberliegenden Kolben 35, 36, die
gleitbar innerhalb eines Paares von einander gegenüberliegenden
Zylindern 34a, 34b in dem Zangen-Glied 34 angeordnet sind, um
ein Paar von Fluid-Kammern R1, R2 zu bilden, und ein Paar von
einander gegenüberliegenden Brems-Schuhen 37 und 38, die auf dem
Zangen-Glied 34 getragen werden, um axial zu der Bremsscheibe 31
hin und von ihr weg bewegt zu werden. Der innere Brems-Schuh 37
besitzt einen Bremsbelag 37a, der an einer Halte-Platte 37
befestigt ist, während der äußere Brems-Schuh 38 einen Bremsbelag
38a aufweist, der an einer Halte-Platte 38b befestigt ist. Der
innere und der äußere Brems-Schuh 37 und 38 sind axial beweglich
mit dem Zangen-Glied 34 jeweils an ihren Halte-Platten 37b und
38b zusammengebaut. In der Rad-Brems-Anordnung 30 ist das Zangen-
Glied 34 mit einer Einlaß-Öffnung 34c in Verbindung mit den
Fluid-Kammern R1 und R2 versehen. Wenn die Fluid-Kammern R1 und
R2 mit dem Hydraulik-Brems-Druck Pw über die Einlaß-Öffnung 34c
beaufschlagt werden, dann werden die Kolben 35 und 36 zu der
Scheibenbremse 31 bewegt, um die Bremsbeläge 37a, 38a der Brems-
Schuhe 37, 38 auf die Bremsscheibe 31 zu drücken.
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Wie dies in den Fig. 1 und 3(A) gezeigt ist, ist die
hydraulische Servo-Einheit 40 zwischen einem radialen Arm 61a,
der einstückig mit dem Achsen-Gehäuse 61 ist, und einem Ende des
Zangen-Glieds 34 angeordnet. Die hydraulische Servo-Einheit 40
umfaßt ein Joch-Glied 41, ein Zylinder-Gehäuse 42, eine Kolben-
Stange 43, eine Feder 44 und eine Verbindungs-Stange 45. Das
Joch-Glied 41 ist mit einem zylindrischen Halte-Abschnitt 41a
ausgebildet, und es ist schwenkbar mit dem distalen Ende des
radialen Arms 61a verbunden. Das Zylinder-Gehäuse 42 ist mit
einer Auslaß-Öffnung 42a und einer Belüftungs-Öffnung 42b
versehen, und es ist gleitbar mit dem zylindrischen Halte-
Abschnitt 41a des Joch-Glieds 41 in einer flüssigkeitsdichten Art
verbunden. Die Kolben-Stange 43 besitzt einen Kolben-Teil 43a,
der mit einem Stangen-Teil 43b einstückig ist und der an seinem
äußeren Ende mit einem Flansch-Teil 43c versehen ist. Der Kolben-
Teil 43a ist gleitbar innerhalb des Zylinder-Gehäuses 42
angeordnet, um eine Servo-Kammer R3 in offener Verbindung mit der
Auslaß-Öffnung 42a und eine Luft-Kammer R4 in offener Verbindung
mit der Belüftungs-Öffnung 42b zu bilden. Der Stangen-Teil 43b
ist gleitbar innerhalb des zylindrischen Halte-Abschnitts 41a des
Joch-Glieds 41 in einer flüssigkeitsdichten Art angeordnet, und
der Flansch-Teil 43c ist mit einer Stirnfläche des Joch-Glieds 41
in Eingriff. Die Feder 44 ist innerhalb der Servo-Kammer R3
angeordnet, um die Kolben-Stange 43 zur Luft-Kammer R4 hin
vorzuspannen. Die Verbindungs-Stange 45 besitzt einen Stangen-
Teil 45a, der an einem ihrer Enden gebildet ist, mit einem
Flansch-Teil 45b, der innerhalb der Luft-Kammer R4 enthalten ist,
um mit einer Stirnwand 42c des Zylinder-Gehäuses 42 und mit dem
Kolben-Teil 43a der Kolben-Stange 43 in Eingriff zu sein. Der
Stangen-Teil der Verbindungs-Stange 45 ist an seinem anderen Ende
mit dem Zangen-Glied 34 schwenkbar verbunden.
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Unter der Annahme, daß sich das Vorderrad 20 beim
Bremsvorgang in einer Vorwärts-Richtung dreht, die in der Fig. 1
mit einem durchgezogenen Pfeil dargestellt ist, werden die
Verbindungs-Stange 45 und das Zylinder-Gehäuse 2 gegen die
Vorspann-Kraft der Feder 44 bewegt, wie dies in der Fig. 3(B)
gezeigt ist, um einen Servo-Druck Ps in der Kammer R3 in
Übereinstimmung mit einer Brems-Kraft zu erzeugen, die auf die
Bremsscheibe 31 ausgeübt wird. Wenn sich das Vorderrad 20 während
des Bremsvorgangs in einer Rückwärts-Richtung dreht, die in der
Fig. 1 mit einem unterbrochen dargestellten Pfeil gezeigt ist,
dann werden die Verbindungs-Stange 45 und die Kolben-Stange 43
gegen die Vorspann-Kraft der Feder 44 bewegt, wie dies in der
Fig. 3(C) gezeigt ist, um einen Servo-Druck Ps in der Kammer R3
in Übereinstimmung mit einer Brems-Kraft zu erzeugen, die auf die
Bremsscheibe 31 ausgeübt wird.
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Wie dies in der Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt die
hydraulische Steuer-Vorrichtung 50 ein Zylinder-Gehäuse 51, einen
Stufen-Kolben 52 und eine Feder 53. Das Zylinder-Gehäuse 51 ist
mit einer abgestuften Bohrung 51a, fünf Anschlüssen 51b bis 51f,
einer Belüftungs-Öffnung 51g und drei axial im Abstand
angeordneten Nuten 51h, 51j und 51k gebildet. Das Zylinder-
Gehäuse 51 ist an seinem Anschluß 51b mit einem Auslaß-Anschluß
10a des Haupt-Zylinders 10 verbunden, und es ist an seinen
Anschlüssen 51c, 51d mit dem Einlaß-Anschluß 34c des Zangen-
Glieds 34 und mit dem Auslaß-Anschluß 10a des Haupt-Zylinders 10
über ein Rückschlagventil V&sub1; verbunden. Das Zylinder-Gehäuse 51
ist weiters an seinen Anschlüssen 51e, 51f mit dem Auslaß-
Anschluß 42a der Servo-Einheit 40 und einem Speicher 54, und mit
den Anschlüssen 51c, 51d über ein Rückschlagventil V&sub2; verbunden.
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Der Stufen-Kolben 52 ist gleitbar innerhalb der
abgestuften Bohrung 51a in einer flüssigkeitsdichten Art
angeordnet, um Fluid-Kammern R5 und R6 entsprechend seinen
Abschnitten mit großem bzw. kleinem Durchmesser zu bilden, und um
eine ringförmige Luft-Kammer R7 zu bilden, die in offener
Verbindung mit der Belüftungs-Öffnung 51g am abgestuften
Abschnitt ist. Die rechte Fluid-Kammer R5 steht in offener
Verbindung mit dem Anschluß 51b, um mit dem Druck Pm des Haupt-
Zylinders beaufschlagt zu werden, während die linke Fluid-Kammer
R6 in offener Verbindung mit dem Anschluß 51f ist, um mit dem
Servo-Druck Ps beaufschlagt zu werden. Die Feder 53 ist innerhalb
der Luft-Kammer R7 angeordnet, um den abgestuften Kolben 52 zur
rechten Fluid-Kammer R5 hin vorzuspannen. Der Abschnitt des
abgestuften Kolbens 52 mit großem Durchmesser ist mit einer
Verbindungs-Leitung 52a und mit einer ringförmigen Nut 52b
ausgebildet. Wenn der abgestufte Kolben 52 in seiner
ursprünglichen Stellung angeordnet ist, wie sie in der Fig. 1
gezeigt ist, dann steht der Anschluß 51b über die Verbindungs-
Leitung 52a und die ringförmige Nut 51h mit dem Anschluß 51c in
Verbindung. Wenn der Stufen-Kolben 52 verschoben wird, so wie
dies in der Fig. 4(A) gezeigt ist, dann wird die Verbindung
zwischen den Anschlüssen 51b und 51c durch den abgestuften Kolben
52 unterbrochen. Wenn der abgestufte Kolben 52 verschoben ist, so
wie dies in der Fig. 4(B) gezeigt ist, dann wird die ringförmige
Nut 52b des Kolbens 52 mit den ringförmigen Nuten 51j und 51k zum
Überlappen gebracht, um eine hydraulische Verbindung zwischen den
Anschlüssen 51d und 51e herzustellen, über die der Servo-Druck Ps
auf den Brems-Druck Pw ausgeübt werden kann.
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Unter der Annahme, daß das Bremspedal 11 niedergedrückt
worden ist, um den Haupt-Zylinder 10 zu betätigen, wird der
hydraulische Haupt-Zylinder-Druck Pm, der im Haupt-Zylinder 10
ausgeübt wird, auf die Einlaß-Öffnung 34c der Rad-Brems-Anordnung
über die Anschlüsse 51b, 51c der Steuer-Vorrichtung 50 und das
Rückschlagventil V&sub1; ausgeübt. In einer solchen anfänglichen Stufe
des Brems-Vorganges wird der hydraulische Haupt-Zylinder-Druck Pm
weiters auf die Einlaß-Öffnung 42a der Servo-Einheit 40 und den
Anschluß 51f des Steuer-Ventils 50 durch das Rückschlagventil V&sub2;
ausgeübt. Daher werden die Kolben 35 und 36 der Rad-Brems-
Anordnung 30 durch den Haupt-Zylinder-Druck Pm nach innen bewegt,
der auf sie ausgeübt wird, um die Brems-Schuhe 37 und 38 auf die
einander gegenüberliegenden Flächen der sich drehenden
Bremsscheibe 31 zu drücken, um das Vorderrad 20 zu bremsen. Wenn
sie mit einer Brems-Kraft beaufschlagt wird, die durch den
Reibungs-Eingriff mit den Brems-Schuhen 37 und 38 verursacht
wird, dann bewirkt die sich drehende Bremsscheibe 31, daß das
Zangen-Glied 34 sich gegen die Vorspann-Kraft der Feder 44 der
Servo-Einheit 40 bewegt. Dies bewirkt, daß die Servo-Einheit 40
einen Servo-Druck Ps in Übereinstimmung mit der Bremskraft
erzeugt, die auf die sich drehende Bremsscheibe 31 ausgeübt wird.
Dabei wird der abgestufte Kolben 52 der Steuer-Vorrichtung 50
durch den Haupt-Zylinder-Druck Pm verschoben, der auf seinen
Abschnitt mit großem Durchmesser ausgeübt wird, und zwar gegen
die Vorspann-Kraft der Feder 53 und den Servo-Druck Ps, der auf
seinen Abschnitt mit kleinem Durchmesser ausgeübt wird.
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Wenn der Servo-Druck Ps in einer vorbestimmten Beziehung
mit einem Anstieg des Haupt-Zylinder-Drucks ansteigt, dann wird
der abgestufte Kolben 52 in einer Stellung ins Gleichgewicht
kommen, die in der Fig. 4(A) gezeigt ist, um die hydraulische
Verbindung zwischen den Anschlüssen 51b und 51c und zwischen den
Anschlüssen 51d und 51e zu unterbrechen. Daher wird die Brems-
Kraft, die auf die sich drehende Bremsscheibe 31 wirkt, durch den
Haupt-Zylinder-Druck Pm in einer üblichen Weise gesteuert. Falls
bei einem solchen Bremsvorgang der dynamische Reibungskoeffizient
der Bremsbeläge 37a, 38a zufolge eines Fehlers beim Herstellungs-
Verfahren der Bremsbeläge 37a, 38a oder eines Anstieges der
Temperatur der Rad-Brems-Anordnung 30 abnimmt, dann wird die
Brems-Kraft auf einen Wert abfallen, der kleiner ist als der beim
normalen Zustand der Bremsbeläge 37a, 38a. Dabei wird der Servo-
Druck Ps kleiner als der beim normalen Bremsvorgang. Als ein
Ergebnis wird der abgestufte Kolben 52 in einer Stellung ins
Gleichgewicht kommen, die in der Fig. 4(B) gezeigt ist, um die
hydraulische Verbindung zwischen den Anschlüssen 51b und 51e zu
ermöglichen. Daher wird der Brems-Druck Pw durch den Servo-Druck
Ps gesteigert, der auf ihn ausgeübt wird, um die Brems-Kraft zu
steigern, die auf sich drehende Bremsscheibe 31 ausgeübt wird.
Dies bewirkt, daß der Servo-Druck Ps in einer vorbestimmten
Beziehung mit dem Ansteigen des Brems-Drucks Pw ansteigt. Daher
wird der abgestufte Kolben 52 in einer Stellung ins Gleichgewicht
kommen, die in der Fig. 4(A) gezeigt ist, um die hydraulische
Verbindung zwischen den Anschlüssen 51b und 52c und zwischen den
Anschlüssen 51d und 51e zu unterbrechen. Falls dabei der Brems-
Druck Pw durch den Servo-Druck Ps sehr stark gesteigert wird,
wird der abgestufte Kolben 52 in die Stellung verschoben, die in
der Fig. 1 gezeigt ist, um die hydraulische Verbindung zwischen
den Anschlüssen 51b und 51c zu ermöglichen, um dadurch den
übermäßigen Druck zum Haupt-Zylinder 10 hin abzulassen.
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Unter der Annahme, daß das Fahrzeug während des Brems-
Vorganges über einen Vorsprung oder über eine Senke fährt, wird
die Brems-Kraft, die auf die sich drehende Bremsscheibe 31
während der Drehung des Vorderrades ausgeübt wird, auf dem
geregelten Wert gehalten, und zwar ohne jegliche Veränderung, da
der dynamische Reibungskoeffizient der Bremsbeläge 37a, 38a auch
dann auf einem konstanten Wert gehalten wird, wenn die Radlast
des Reifens des Vorderrades in einem Augenblick verringert ist.
Aus diesem Grund wird die Brems-Kraft in der vorherbestimmten
Beziehung mit dem Haupt-Zylinder-Druck Pm gehalten. Dies ist in
der Weise wirksam, daß die Brems-Kraft, die auf das Vorderrad
ausgeübt wird, sichergestellt wird, nachdem das Fahrzeug wieder
Bodenkontakt hat.