DE69403673T2

DE69403673T2 - Bremskraftverstärker mit automatischer betätigung und geregelter reserve

Info

Publication number: DE69403673T2
Application number: DE69403673T
Authority: DE
Inventors: Philippe Castel; Christian Douillet; Gilbert Kervagoret
Original assignee: Bosch Systemes de Freinage SAS
Current assignee: Bosch Systemes de Freinage SAS
Priority date: 1993-10-12
Filing date: 1994-09-08
Publication date: 1997-11-27
Anticipated expiration: 2014-09-09
Also published as: EP0722399A1; KR960704744A; JP2004323015A; BR9406118A; FR2711104B1; JPH09503721A; CN1119844A; EP0722399B1; CN1040189C; ES2105750T3; KR100300153B1; JP3642787B2; DE69403673D1; WO1995010436A1; FR2711104A1; US5653514A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bremssystem mit automatischer Steuerung für ein Kraftfahrzeug, mit: einem pneumatischen Unterdruck-Servomotor, der mit wenigstens einer ersten Kammer mit regulierbarem Druck versehen ist; einer ersten und einer zweiten Druckquelle, welche einen relativ niedrigen Druck bzw. einen relativ hohen Druck liefern; einem pneumatischen Elektroventil, das mit den beiden Druckquellen und der ersten Kammer des Servomotors verbunden ist und einen Elektromagneten aufweist, der eine Betätigungskraft auf ein Ventilelement übertragen kann, das zum einen permanent die erste Druckquelle von der zweiten isolieren kann und zum anderen in Abhängigkeit von einem elektrischen Steuerstrom, der dem Elektromagneten selektiv geliefert wird, die erste Kammer von der einen oder der anderen der beiden Quellen isolieren kann; und einem umschaltbaren Stromgenerator, welcher den Elektromagneten in selektiver Weise versorgen kann.
Die Systeme dieses Typs, die im Stand der Technik, insbesondere aufgrund der US-Patentschrift 4 667 471, bekannt sind, ermöglichen es, eine Bremsung der Räder des Fahrzeugs, wenn die Umstände dies erfordern, ohne willentliche Einwirkung des Fahrers des Fahrzeugs zu gewährleisten.
Diese Systeme, die insbesondere dazu verwendet werden können, ein Durchdrehen der Räder beim Anfahren oder während eines Beschleunigens zu verhindern, wenn das Motordrehmoment im Vergleich zum Haftungsvermögen der Räder am Boden übermäßig groß ist, weisen einen großen Nutzen auf und werden immer häufiger verwendet.
Jedoch besteht unter bestimmten Umständen bei exzessiver Beaufschlagung die Gefahr, daß diese Systeme den Niederdruckvorrat, der die erste Druckquelle bildet, relativ aufbrau chen, so daß anschließend eine willentliche Bremsung unter optimalen Bedingungen nicht mehr gewährleistet ist.
Die Niederdruckquelle, die im allgemeinen im wesentlichen durch die Ansaugleitungen des Motors gebildet ist, stellt nämlich ein beschränktes Volumen dar, in das die vom Servomotor verwendete Luft am Ende jeder Aktivierung desselben strömt, wodurch diese Quelle aufgebraucht und die vom Servomotor angebotene Unterstützung vermindert wird.
Diese Situation ist insbesondere in dem Fall eines Rad- Antischlupfsystems unvorteilhaft, welches keinerlei Steuerung des Motors vornimmt, da die Beschleunigung des Motors üblicherweise dazu führt, daß die Leistungen der Niederdruckquelle verschlechtert werden.
Die vorliegende Erfindung befindet sich in diesem Kontext und zielt darauf, eine konstante Wirksamkeit der willentlichen Bremsung zu gewährleisten, indem das Aufbrauchen des Niederdruckvorrats verhindert wird.
Zu diesem Zweck ist das erfindungsgemäße Bremssystem, das gemäß dem oben angegebenen Oberbegriff ausgeführt ist und bei dem das Ventilelement des Elektroventils auf einem Druckquerschnitt eine Saugkraft erfährt, deren Intensität proportional zu einer Druckdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Quelle ist und deren Richtung der Richtung der Betätigungskraft entspricht, im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß das Elektroventil elastische Mittel aufweist, die auf das Ventilelement eine elastische Kraft bestimmter Intensität aufbringen können, die größer als diejenige der Saugkraft ist und eine entgegengesetzte Richtung hat, und daß die Betätigungskraft auf einen Wert begrenzt ist, der kleiner als derjenige der elastischen Kraft.
In einer einfachen Ausführungsform der Erfindung ist der Wert der Betätigungskraft dadurch begrenzt, daß vorgesehen wird, daß der Stromgenerator einen Strom liefert, dessen mittlere Intensität kleiner als eine vorbestimmte Schwelle ist.
Aufgrund dieser Anordnungen hat das Elektroventil gewissermaßen die Aufgabe eines Sensors für die Druckdifferenz, und es spricht auf die Beaufschlagung mit einem Steuerstrom nur dann an, wenn die Summe der Saugkraft und der diesem Strom entsprechenden Betätigungskraft in der Lage ist, die elastische Kraft zu überwinden, was nur dann der Fall ist, wenn die Saugkraft größer als eine Schwelle ist, oberhalb derer keine Gefahr vorliegt, daß die erste Druckquelle aufgebraucht wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich deutlich aus der nachfolgenden, beispielhaften und nicht einschränkenden Beschreibung, die sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht. In dieser zeigen:
- Figur 1 eine schematische Ansicht eines erfindunsgemäßen Bremssystems; und
- Figur 2 eine vergrößerte Ansicht in zwei Halbschnitten, in denen ein bei dem System von Figur 1 verwendetes Elektroventil dargestellt ist, wobei die untere Hälfte dieser Figur das Elektroventil in seinem Ruhezustand zeigt und die obere Hälfte das Elektroventil in seinem erregten Zustand.
Soweit die Erfindung nur eine Verbesserung betrifft, die bei pneumatischen Bremsunterstützungssystemen ausgeführt ist, und der allgemeine Aufbau und die allgemeine Arbeitsweise von diesen Systemen dem Fachmann bekannt sind, werden diese Systeme hier nur kurz dargestellt, um ein Gesamtverständnis der Verbesserung zu ermöglichen, welche die Erfindung darstellt.
Ein System dieses Typs enthält schematisch ausgedrückt einen Servomotor 1 und einen Hauptzylinder 2.
Der Servomotor enthält wiederum ein starres Gehäuse 3, das in dichter Weise in zwei Kammern 3a und 3b mittels einer beweglichen Trennwand 4 unterteilt ist, die einen im Inneren des Gehäuses 3 beweglichen Pneumatikkolben 5 mitnehmen kann.
Die vordere Kammer 3a, deren vordere Fläche in dichter Weise mittels des Hauptzylinders 2 verschlossen ist, ist über ein Rückschlagventil 6 permanent mit einer Niederdruckquelle D verbunden.
Die hintere Kammer 3b kann dagegen selektiv entweder mit der Niederdruckquelle D oder mit einer Hochdruckquelle verbunden werden, beispielsweise der Atmosphäre A.
Zu diesem Zweck wird der Zugang zur hinteren Kammer 3b für die normale Bremsung von einem Ventilelement 7 und einem Tauchkolben 8 gesteuert, der mit einem Bremspedal 9 über eine Steuerstange 10 verbunden ist.
Wenn sich die Steuerstange 10 in der Ruhestellung befindet, im vorliegenden Fall nach rechts gezogen, bildet das Ventilelement 7 normalerweise eine Verbindung zwischen den beiden Kammern 3a und 3b des Servomotors aus.
Da die hintere Kammer 3b demselben Unterdruck wie die vordere Kammer 3a ausgesetzt ist, wird der Kolben 5 nach rechts in die Ruhestellung mittels einer Rückstellfeder 11 zurückgestellt.
Die Betätigung des Tauchkolbens 8 durch eine Bewegung der Steuerstange 10 nach links bewirkt in einer ersten Phase, daß das Ventilelement 7 so verstellt wird, daß es die Kammern 3a und 3b voneinander isoliert, und dann in einer zweiten Phase, daß das Ventilelement so verstellt wird, daß es die hintere Kammer 3b zum Atmosphärendruck A öffnet.
Die Druckdifferenz zwischen diesen beiden Kammern, die nun von der beweglichen Trennwand 4 erfahren wird, übt auf diese einen Schub aus, der sie nach links zu verstellen sucht und ihr ermöglicht, den Kolben 5 mitzunehmen, der sich seinerseits verstellt, wobei die Feder 11 zusammengedrückt wird.
Die Bremskraft oder "Eingangskraft", die von der Steuerstange 10 auf den Tauchkolben 8 ausgeübt wird, und die Bremsunterstützungskraft oder "Unterstützungskraft", die aus dem Schub der beweglichen Trennwand 4 resultiert, werden gemeinsam auf eine Reaktionsscheibe 12 aufgebracht, um eine Betätigungskraft zu bilden, die zum Hauptzylinder über eine Schubstange 13 übertragen wird.
Wie in Figur 1 dargestellt ist, weist das erfindungsgemäße Bremssystem außerdem ein pneumatisches Elektroventil 14 auf, das dafür vorgesehen ist, eine automatische Bremsung der Räder zu ermöglichen, und das zu diesem Zweck mit den beiden Druckquellen A und D sowie mit der hinteren Kammer 3b des Servomotors über ein Anschlußstück 15 verbunden ist.
Dieses Elektroventil (Figur 2) enthält einen Elektromagneten 16, der einen Kern 17 betätigt, der eine Betätigungskraft auf ein Ventilelement 18 übertragen kann, wobei der Elektromagnet in selektiver Weise von einem umschaltbaren Stromgenerator versorgt wird, der eine Stromquelle 19a und einen Schalter 19b enthält.
Das Ventilelement 18 besteht im wesentlichen aus einer Betätigungsstange 180, die einen beweglichen Sitz 180a trägt, und einem rohrförmigen Organ 181, das mit dem beweglichen Sitz 180a und mit einem feststehenden Sitz 182 im Inneren des Elektroventils zusammenwirken kann, wobei dieses rohrförmige Organ eine Stellung einnimmt, die von derjenigen der Betätigungsstange 180 bestimmt ist, die den Bewegungen des Kerns 17 folgt.
In Abhängigkeit von der Stellung der Betätigungsstange 180 wirkt das rohrförmige Organ 181 entweder mit dem beweglichen Sitz 180a zusammen, um die hintere Kammer 3b von der Niederdruckquelle D (obere Hälfte von Figur 2) zu isolieren, oder mit dem feststehenden Sitz 182, um die hintere Kammer 3b von der Hochdruckquelle A (untere Hälfte von Figur 2) zu isolieren, wobei das rohrförmige Organ 181 permanent mit dem einen oder dem anderen der beiden Sitze zusammenwirkt, um die Niederdruckquelle D und die Hochdruckquelle A voneinander zu isolieren.
Das rohrförmige Organ 181 und der Kern 17 werden in Richtung des feststehenden Sitzes 182 (in Figur 2 nach rechts) durch eine erste und eine zweite Feder 20 bzw. 21 beaufschlagt, während die Betätigungsstange 180 in der entgegengesetzten Richtung (in Figur 2 nach links) durch eine dritte Feder 22 beaufschlagt wird.
In der Ruhestellung des Elektroventils (untere Hilfte von Figur 2) erfährt das Ventilelement in Höhe der Schnittstelle zwischen dem beweglichen Sitz 180a und dem rohrformigen Organ 181 auf einem Druckquerschnitt 5 eine Saugkraft, deren Intensität proportional zur Differenz der Drücke ist, die von den Quellen A bzw. D geliefert werden, und deren Richtung die gleiche wie die Betätigungskraft ist, welche der Kern 17 auf die Betätigungsstange 180 überträgt, wenn das Elektroventil vom Generator 19a, 19b versorgt wird.
Gemäß der Erfindung hat die resultierende elastische Kraft, die von den Federn 20, 21 und 22 auf das Ventilelement 18 ausgeübt wird, stets in Höhe der Schnittstelle zwischen dem beweglichen Sitz 180a und dem rohrförmigen Organ 181, wenn sich das Elektroventil in der Ruhestellung befindet, einen größeren Wert als die Saugkraft, welche das Ventilelement erfährt, sowie eine entgegengesetzte Richtung. Dieses Merkmal führt konkret dazu, daß die Betätigungsstange 180 bezüglich Figur 2 nach links zurückgestellt wird, wenn sich das Elektroventil in der Ruhestellung befindet.
Außerdem liefert der Stromgenerator 19a, 19b einen Strom, dessen mittlere Intensität kleiner als eine vorbestimmte Quelle ist, wodurch an der Betätigungsstange 180 eine Betätigungskraft erzeugt wird, deren Wert kleiner als der Wert der elastischen Kraft ist, die aus der Wirkung der Federn 20, 21 und 22 resultiert.
Unter diesen Bedingungen kann das Elektroventil 14 nur dann aus seinem Ruhezustand in seinen erregten Zustand gelangen, wenn zu der Betätigungskraft des Elektromagneten eine ausreichende Saugkraft hinzukommt, um die von den Federn 20 bis 22 ausgeübte elastische Kraft zu überwinden.
Wie der Fachmann durch das Lesen der vorliegenden Beschreibung leicht ersieht, ist es somit möglich, durch Kalibrierung der verschiedenen vorliegenden Kräfte zu gewährleisten, daß das Elektroventil nur dann geöffnet wird, wenn zwischen den Drücken, die von der Quelle A bzw. der Quelle D geliefert werden, eine ausreichende Druckdifferenz vorliegt, die so gewählt wurde, daß ein Aufbrauchen der Quelle D verhindert ist.

Claims

1. Bremssystem mit automatischer Steuerung für ein Kraftfahrzeug, mit: einem pneumatischen Unterdruck-Servomotor (1), der mit wenigstens einer ersten Kammer mit regulierbarem Druck (3b) versehen ist; einer ersten und einer zweiten Druckquelle (D, A), welche einen relativ niedrigen Druck bzw. einen relativ hohen Druck liefern; einem pneumatischen Elektroventil (14), das mit den beiden Druckquellen (D, A) und der ersten Kammer (3b) des Servomotors verbunden ist und einen Elektromagneten (16) aufweist, der eine Betätigungskraft auf ein Ventilelement (18) übertragen kann, das zum einen permanent die erste Druckquelle (D) von der zweiten (A) isolieren kann und zum anderen in Abhängigkeit von einem elektrischen Steuerstrom, der dem Elektromagneten selektiv geliefert wird, die erste Kammer (3b) von der einen oder der anderen der beiden Quellen (D, A) isolieren kann; und einem umschaltbaren Stromgenerator (19a, 19b), welcher den Elektromagneten in selektiver Weise versorgen kann, dadurch gekennzeichnet, daß, da das Ventilelement (18) auf einem Druckguerschnitt (S) eine Saugkraft erfährt, deren Intensität proportional zu einer Druckdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Quelle ist und deren Richtung der Richtung der Betätigungskraft entspricht, das Elektroventil elastische Mittel (20, 21, 22) aufweist, die auf das Ventilelement eine elastische Kraft bestimmter Intensität aufbringen können, die größer als diejenige der Saugkraft ist und eine entgegengesetzte Richtung hat, und daß die Betätigungskraft auf einen Wert begrenzt ist, der kleiner als derjenige der elastischen Kraft ist.

2. Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromgenerator (19a, 19b) einen Strom liefert, dessen mittlere Intensität kleiner als eine vorbestimmte Schwelle ist.