HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Diese Erfindung bezieht sich auf ein Bremsflüssigkeits-Drucksteuergerät, welches
sowohl Antiblockierbremsregelsteuerung als auch automatische Bremsregelschaltung, wie
z. B. Zugregelschaltung erbringen kann. Das Gerät ist im Wesentlichen ein
Antiblockierbremsregelsteuergerät mit zusätzlichen Elementen zur automatischen
Bremsregelschaltung.
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Gegenwärtig sind am meisten verbreitet Antiblockierflüssigkeits-Drucksteuergeräte
(z. B. US 3,645,584), welche elektromagnetisch gesteuerte Radbremsen-Flüssigkeits-
Drucksteuerventile mit einem Bremsentwässerungsventil, welches in der
Hauptflüssigkeitszuleitung vorgesehen ist, die den Hauptbremszylinder mit jeder Radbremse
verbindet, einen Flüssigkeitsspeicher zur zeitweisen Speicherung von Bremsflüssigkeit,
welche durch das Bremsentwässerungsventil entzogen wurde und eine motorgetriebene
Pumpe zum Absaugen und Wiederzuleiten der Flüssigkeit im Speicher in die
Hauptflüssigkeitszuleitung (im Folgenden als Flüssigkeitsrückführ-Antiblockier-Steuergeräte
bezeichnet) beinhalten, weil sie wirtschaftlich sind.
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Am wirtschaftlichsten können dem Flüssigkeitsrückführ-Antiblockier-Steuergerät
Antiblockierbremssteuerfunktionen wie z. B. Zugregelschaltung hinzugefügt werden, indem
die Pumpe zur Antiblockier-Flüssigkeits-Druckregelsteuerung als
Flüssigkeitsdruckquelle zur automatischen Bremsregelschaltung verwendet wird, indem die Bremsleitung
so abgewandelt wird, dass die Bremsflüssigkeit von der Pumpe jeder Radbremse
zugeführt werden kann. Geräte dieser Art sind bereits bekannt.
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Beispielsweise offenbart die japanische Patentveröffentlichung 5-65388 ein Gerät mit
einem Ventil, welches einen Flüssigkeitszuführkreislauf mit dem Hauptkreislauf nur
während der Zugregelschaltung verbindet und ihn ansonsten vom Hauptkreislauf trennt.
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Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung 4-231241 offenbart ein Gerät mit
einem zweiten Speicher mit Steuermitteln, welcher als aktiver Druckverstärker wirkt.
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Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung 5-116607 offenbart ein Gerät mit
einem zweiten Speicher, welcher, da er keine Steuermittel enthält, als passiver
Druckverstärker wirkt.
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Wenn die Pumpe zur Antiblockier-Flüssigkeitsdrucksteuerung als
Flüssigkeitsdruckquelle während der automatischen Bremsregelschaltung genutzt wird, sinkt die
Druckanstiegsgeschwindigkeit, wodurch das Gerät schlechter anspricht, oder es muss ein
extrem großer, pumpengetriebener Motor verwendet werden.
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Die Radbremse ist wenig mechanisch elastisch, während der Druck gering ist und durch
die Leistungseigenschaften des Motors bedingt. Die Drehgeschwindigkeit des Motors
nimmt linear mit einer Zunahme der verwendeten Drehkraft zu. Die Leistung ist bei
einem Bereich mit geringer Drehkraft niedrig. Die Eigenschaften des Motors und der
Pumpe sollten so gestaltet sein, dass ein maximaler Druck erzeugt wird, wenn die
Leistung des Motors sich an ihrem Maximum befindet. In diesem Fall aber beträgt die
Menge der Flüssigkeit, welche von der Pumpe abgegeben wird in dem Bereich mit
geringer Drehkraft nur das Zweifache der Menge von Flüssigkeit, welche abgesaugt
wird, wenn maximaler Druck erzeugt wird, was auf die Eigenschaften des Motors
zurückzuführen ist. Da die Radbremse in dem Bereich mit geringer Drehkraft wenig
mechanisch elastisch ist, braucht dieser Bereich viel Zeit. Die
Druckanstiegsgeschwindigkeit kann daher unzureichend sein, wenn das Ziel automatische Bremsung ist.
Selbstverständlich kann die Druckanstiegsgeschwindigkeit durch die Verwendung eines
leistungsstarken Motors verbessert werden. Aber sogar solch ein Motor kann im Bereich
mit geringer Drehkraft nur eine Leistung erzeugen, welche weit unter der
Maximalleistung liegt. Im Bereich mit hoher Drehkraft ist die Leistung oftmals zu groß, wodurch
Energie vergeudet wird. Somit resultiert ein leistungsstarker Motor nur in einer Größen-
und Kostenzunahme.
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Ein Ziel dieser Erfindung ist es, ein Gerät zu schaffen, welches den Druck bei höherem
Drehkraftaufkommen auf einen höheren Bereich erhöht, ohne einen großen Motor zu
verwenden, während er in dem Bereich mit geringer Drehkraft sehr effizient bleibt,
indem möglichst wenig Elemente hinzugefügt werden.
ZUSAMMENFASSUNG
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Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Bremsflüssigkeits-Drucksteuergerät
geschaffen, welches automatische Bremsfunktion hat, umfassend ein Flüssigkeitsrückführ-
Antiblockiersteuergerät, welches zwischen einem Hauptbremszylinder und einer
Radbremse angeordnet ist, und als automatische Bremssteuerelemente ein erstes
Ventilmittel zur Verbindung des Hauptbremszylinders mit einer Einlassöffnung der Pumpe, ein
zweites Ventilmittel zur Überprüfung des Flüssigkeitsstroms aus der Pumpe in den
Hauptbremszylinder und ein erstes Sicherheitsventil zum Abgeben von
Bremsflüssigkeit in den Hauptbremszylinder, wenn der Flüssigkeitsdruck in der Leitung zwischen
dem zweiten Ventilmittel und dem Radbremsen-Flüssigkeitsdrucksteuerventil einen
vorbestimmten Wert übersteigt, wobei
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das Bremsflüssigkeitsdrucksteuergerät des Weiteren ein normalerweise offenes
Ein/Aus-Ventil zwischen dem Hauptbremszylinder und dem
Radbremsenflüssigkeitsdrucksteuerventil und einen Flüssigkeitszufuhrverstärker und ein auf Druck
reagierendes Ventil, welche parallel zueinander zwischen der Ablassöffnung der Pumpe und dem
Radbremsenflüssigkeitssteuerventil angeordnet sind, wobei Bremsflüssigkeit in
verstärkter Menge bei vorbestimmter Geschwindigkeit in die Radbremse in dem Bereich
mit geringer Drehkraft zugeführt wird und wobei in dem Bereich mit hoher Drehkraft
sich das auf Druck reagierende Ventil öffnete und die abgesaugte Flüssigkeit aus der
Pumpe direkt in die Radbremse zugeführt wird, umfasst.
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Der Flüssigkeitszufuhrverstärker umfasst eine Eingangskammer, ein Ausgangskammer
und eine Einstellkammer und einen abgestuften Kolben mit einer ersten Druck
aufnehmenden Oberfläche, welche der Eingangskammer zugewandt ist, einer zweiten Druck
aufnehmenden Oberfläche, welche der Einstellkammer zugewandt ist und einer dritten
Druck aufnehmenden Oberfläche, welche eine Fläche aufweist, die der Summe der
Flächen der ersten und zweiten Druck aufnehmenden Oberflächen gleichkommt und der
Ausgangskammer zugewandt ist und ein Verschrägungsmittel, welches den abgestuften
Kolben der Eingangskammer zuneigt, wobei die Eingangskammer mit der
Ablassöffnung der Pumpe verbunden ist und wobei die Ausgangskammer mit einer Leitung
verbunden ist, welche das Ein/Aus-Ventil mit dem Radbremsenflüssigkeitssteuerventil
verbindet.
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Das Steuermittel umfasst des Weiteren ein erstes Rückschlagventil, welches zwischen -
der Einstellkammer und dem Hauptbremszylinder angeordnet ist, um nur
Flüssigkeitsstrom vom Hauptzylinder zur Einstellkammer zuzulassen und ein zweites
Rückschlagventil, welches zwischen der Einstellkammer und der Ausgangskammer angeordnet ist,
um nur Flüssigkeitsstrom von der Einstellkammer zur Ausgangskammer zuzulassen.
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Das auf Druck reagierende Ventil nimmt den Flüssigkeitsdruck von der
Ausgangskammer in einer das Ventil öffnenden Richtung auf und nimmt den Flüssigkeitsdruck aus
dem Hauptbremszylinder und eine Federkraft in einer das Ventil schließenden Richtung
auf und ist geeignet, die Abgabeöffnung der Pumpe mit dem
Radbremsenflüssigkeitsdruckventil zu verbinden, wenn der Flüssigkeitsdruck in der Ausgangskammer einen
vorbestimmten Wert übersteigt.
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Das erste Ventilmittel umfasst einen zweiten Flüssigkeitsspeicher mit einer
Flüssigkeitskammer, welche mit der Abgabeöffnung der Pumpe zusammenwirkt, einen Kolben
zum Verändern des Volumens der Flüssigkeitskammer und einen Ventilkörper, welcher
geeignet ist, die Leitung, welche den Hauptbremszylinder mit der Flüssigkeitskammer
verbindet, zu schließen, wenn der Kolben sich an einer Position befindet, an welcher das
Volumen der Flüssigkeitskammer maximal ist. Wenn der Kolben aus dieser Position in
eine Position bewegt wird, welche das Volumen verringert, stößt der Kolben den
Ventilkörper auf. Der zweite Flüssigkeitsspeicher und ein Magnetventil können parallel
zueinander zwischen dem Hauptbremszylinder und der Eingabeöffnung der Pumpe
angeordnet sein.
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Für größere Zuverlässigkeit kann das Bremsflüssigkeitsdrucksteuergerät des Weiteren
mit einem zweiten Sicherheitsventil ausgestattet werden, welches zwischen der
Eingangskammer und der Ausgangskammer angeordnet ist um die Eingangskammer mit
der Ausgangskammer zu verbinden, wenn der Flüssigkeitsdruck in der
Eingangskammer den Flüssigkeitsdruck in der Ausgangskammer um einen vorbestimmten Wert
übersteigt.
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Das Ein/Aus-Ventil kann auch als Magnetventil oder hubabhängiges Ventil ausgebildet
sein, welches einen Ventilkörper und eine Ventilsitz aufweist, und geeignet ist, sich zu
öffnen, wobei der Ventilkörper von der Ventilsitz getrennt ist, wenn der abgestufte
Kolben sich an einem Hubende befindet, welches in der Nähe der Eingangskammer
liegt, und ansonsten geschlossen ist, wobei der Ventilkörper die Ventilsitz berührt.
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Um die Operation noch verlässlicher zu gestalten, kann das Bremsflüssigkeits-
Drucksteuergerät noch mit einem dritten Sicherheitsventil ausgestattet werden, um
Bremsflüssigkeit in der Einstellkammer in den Hauptbremszylinder zu entlassen, wenn
der Flüssigkeitsdruck in der Ausgangskammer um einen vorherbestimmten Wert
überstiegen wird.
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Nach der Erfindung erhöht der Flüssigkeitszufuhrverstärker im Niederdruckbereich die
Menge der zugeführten Flüssigkeit, so dass eine relativ große Menge an
Bremsflüssigkeit in die Radbremse eingebracht wird. Im Hochdruckbereich öffnet sich das
druckabhängige Ventil und bringt hierdurch die Flüssigkeit, welche von der Pumpe abgesaugt
worden war, direkt in die Radbremse ein. Da der Flüssigkeitszufuhrverstärker durch die
Flüssigkeit aktiviert wird, welche von der Pumpe im Niederbereich abgepumpt worden
war, wirkt eine relativ große Drehkraft auf den Pumpe betriebenen Motor. Die
Motorleistung bewegt sich daher sogar im Niederdruckbereich auf hohem Niveau. In dieser
Hochdruckregion wird der Druckverlust minimiert, da die Flüssigkeit von der Pumpe
direkt in die Radbremse eingebracht wird. Somit ist es möglich, den Druck im
Niederdruckbereich rasch zu erhöhen ohne einen Motor mit hoher Leistung zu verwenden und
den Druck im Hochdruckbereich auf ein hohes Niveau zu erhöhen.
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In der Ausführungsform, in welcher das zweite Flüssigkeitsspeicher als erstes
Ventilmittel verwendet wird oder in der Ausführungsform, in der der zweite
Flüssigkeitsspeicher und das erste Ventilmittel parallel zueinander angeordnet sind, wird Flüssigkeit aus
dem zweiten Flüssigkeitsspeicher während automatischer Bremsregelschaltung
zugeführt, ohne dass das Bremspedal gedrückt wird (und somit kein Flüssigkeitsdruck im
Hauptbremszylinder erzeugt wird). Dies vermindert den Pumpensaugwiderstand. Durch
das Vorsehen eines zweiten Sicherheitsventils ist es möglich, Schwierigkeiten zu
vermeiden, welche ansonsten auftreten könnten, wenn der abgestufte Kolben des
Flüssigkeitszufuhrverstärkers an das Hubende bewegt wird, wobei das druckabhängige Ventil
geschlossen ist. Weitere Funktionen und Wirkungsweisen des zweiten
Sicherheitsventils, des hubabhängigen Ein/Aus-Ventils und des dritten Sicherheitsventils gehen aus
der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen hervor.
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Weitere Eigenschaften und Ziele der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden
Beschreibung anhand der Begleitzeichnungen hervor, wobei die Figuren zeigen:
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Fig. 1 zeigt ein Ringdiagramm eines Bremsflüssigkeits-Drucksteuergerätes mit
automatischer Bremsfunktion nach einer ersten Ausführungsform;
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Fig. 2 zeigt einen Kurvenverlauf, welcher Druckanstiegsgeschwindigkeiten
darstellt, wenn das Gerät nach Fig. 1 benutzt wird und wenn es nicht benutzt
wird; und
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Fig. 3 zeigt ein Ringdiagramm eines Geräts nach einer zweiten Ausführungsform.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Fig. 1 zeigt die erste Ausführungsform des automatischen Bremsgeräts nach der
vorliegenden Erfindung. Zur Vereinfachung stellt Fig. 1 nur die Leitung vom
Hauptbremszylinder zu einem Fahrzeugrad dar.
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In Fig. 1 sind ein Hauptzylinder 1, eine Radbremse 2, ein elektromagnetisch betriebenes
Radbremsen-Druckregelventil 3, ein erster Flüssigkeitsspeicher 4 und eine
motorbetriebene Pumpe 5 dargestellt. Die Elemente 3-5 stellen ein herkömmliches
Flüssigkeitsrückführ-Antiblockier-Steuergeräte dar. Anstelle des dargestellten Radbremsen-
Flüssigkeitsdruckregelventils 3 können zwei unabhängige Magnetventile verwendet
werden, eines um Bremsflüssigkeit in die Radbremse 2 einzubringen und das andere um
Flüssigkeit von dort abzusaugen.
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Fig. 1 zeigt des Weiteren ein normalerweise geschlossenes erstes Ventilmittel 6 (in der
Zeichnung dargestellt ist ein Magnetventil), welches sich während der
Zugregelschaltung öffnet, um von der Pumpe 5 Bremsflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder
abpumpen zu lassen, ein normalerweise geöffnetes zweites Ventilmittel 7 (in der
Zeichnung dargestellt ist ein Magnetventil), welches sich während der Zugregelschaltung
schließt, um den Rückfluss der Bremsflüssigkeit, welche von der Pumpe 5 abgesaugt
wurde, in den Hauptbremszylinder zu stoppen, und ein erstes Sicherheitsventil zum
Rückleiten von Überschussflüssigkeit in den Hauptbremszylinder. Diese Elemente 6-8
statten das Flüssigkeitsrückführ-Antiblockier-Steuergerät mit der Zugregelschaltung
aus. Die bis hierher beschriebene Struktur zählt zum Stand der Technik.
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Das System, wie es dargestellt ist, umfasst des Weiteren ein normalerweise geöffnetes
Magnetventil 9 als Ein/Aus-Ventil, einen Flüssigkeitszufuhrverstärker 10, eine erstes
Rückschlagventil 16, ein zweites Rückschlagventil 17 und ein druckabhängiges Ventil
18. Diese Elemente sind in der vorliegenden Erfindung neu hinzugefügt worden.
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Das Magnetventil 9 ist in der Leitung zwischen dem Hauptbremszylinder 1 und der
Radbremse 2 angeordnet.
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Der Flüssigkeitszufuhrverstärker 10 umfasst einen abgestuften Kolben 11, welcher
flüssgikeitsdicht und verschiebbar in einem abgestuften Hub aufgenommen ist und eine
erste Druckaufnahmefläche 11a, welche der Eingangskammer 12 zugewandt ist, eine
zweite Druckaufnahmefläche 11b, welche der Einstellkammer 13 zugewandt ist und
eine dritte Druckaufnahmefläche 11c, welche der Ausgangskammer 14 zugewandt ist.
Die Unterschiede bzgl. der Fläche zwischen den ersten und zweiten
Druckaufnahmeflächen 11a und 11c werden durch die Einstellkammer 13 hergestellt. Der abgestufte
Kolben 11 wird durch eine Feder 15 der Eingangskammer 12 zugeneigt. Die
Eingangskammer 12 steht in Verbindung mit dem Ausgabeende der Pumpe 5, während die
Ausgangskammer 14 mit der Leitung, welche von dem Magnetventil 9 zum
Radbremsenflüssigkeits-Druckregelventil 3 geht.
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Das erste Rückschlagventil 16 ist in der Leitung zwischen der Einstellkammer 13 und
dem Hauptbremszylinder 1 angeordnet, um nur Flüssigkeitsstrom vom
Hauptbremszylinder 1 zur Einstellkammer 13 zuzulassen. Das zweite Rückschlagventil 17 ist in der
Leitung angeordnet, welche die Einstellkammer 13 mit der Ausgangskammer 14
verbindet, um nur Flüssigkeitsstrom von der Einstellkammer 13 zur Ausgangskammer 14
zuzulassen.
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Das druckabhängige Ventil 18 umfasst einen Kolben 19 mit einem Ventilkörper und
eine Feder 20, welche den Kolben 19 einer geschlossenen Position zuneigt, d. h. der
Position, in welcher der Ventilkörper gegen die Ventilsitz gedrückt ist. Der Druck des
Hauptbremszylinders 1 wirkt auf den Kolben 19, um diesen der geschlossenen Position
zuzuführen, während der Flüssigkeitsdruck aus der Ausgangskammer 14 auf den
Kolben 19 wirkt, um ihn einer geschlossenen Position zuzuführen, d. h. der Position, in
welcher der Ventilkörper von der Ventilsitz getrennt ist. Das druckabhängige Ventil 18
ist in einer Leitung vorgesehen, welche von der Pumpe 5 zum Radbremsenflüssigkeits-
Druckregelventil 3 führt, parallel zu der Leitung, in welcher der
Flüssigkeitszufuhrverstärker 10 vorgesehen ist.
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Im Folgenden wird die Funktionsweise der Ausführungsform gemäß Fig. 1 beschrieben.
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Während normaler Bremsung oder Antiblockierbremsregelschaltung ist das Ventilmittel
6 geschlossen, während das Ventilmittel 7 und das Magnetventil 9 geöffnet bleiben. In
dieser Situation stehen die Eingabe- und Ausgangskammern 12 und 14 des
Flüssigkeitszufuhrverstärkers 10 miteinander in Verbindung, so dass der abgestufte Kolben 11,
welcher durch die Feder 15 geneigt wird, gegen die Endwand des Ausgangskammer 14
in der nähe der Eingangskammer 12 gedrückt bleibt (s. Fig. 1). Somit kann das
Bremssystem Antiblockierbremssteuerung und normale Bremsregelschaltung genau wie ein
herkömmliches Bremssystem ausführen. Das heißt, dass in dieser Situation die
Bremsflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder 1 direkt in Richtung der Radbremse 2 fließt.
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Wenn der Regelschalter (nicht dargestellt) ein Druckverminderungssignal zur
Antiblockiersteuerung ausgibt, wird die Bremsflüssigkeit in der Radbremse 2 durch das
Radbremsenflüssigkeits-Druckregelventil 3 in das Flüssigkeitsspeicher 4 abgegeben. Die
abgegebene Flüssigkeit wird dann durch die Pumpe 5 abgesaugt und durch das
Ventilmittel 7 in die Leitung, welche vom Hauptbremszylinder 1 zum
Radbremsenflüssigkeitsdrucksteuerventil 3 führt, zurückgeführt. Die rückgeführte Flüssigkeit wird dazu
verwendet, den Bremsdruck während der Antiblockiersteuerung wieder zu erhöhen.
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Während automatischer Bremsung wird die Pumpe 5 aktiviert, wobei das Ventilmittel 6
geöffnet ist und das Ventilmittel 7 und das Magnetventil 9 geschlossen sind. Die Pumpe
5 saugt somit Bremsflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder 1 durch das Ventilmittel 6.
Da das Ventilmittel 7 und das druckabhängige Ventil 18 in dieser Situation geschlossen
sind, fließt Flüssigkeit, welche von der Pumpe abgegeben wurde, in die
Eingangskammer 12 des Flüssigkeitszufuhrverstärkers 10, wodurch der abgestufte Kolben 11 in Fig.
1 zur linken Seite bewegt wird. Da das Magnetventil 9 in dieser Situation geschlossen
ist, fließt Flüssigkeit, welche aus der Ausgangskammer 14 durch den Kolben 11
abgeleitet wurde, durch das Radbremsenflüssigkeitsdrucksteuerventil 3 in die Radbremse 2.
In dieser Situation steht die Einstellkammer 13 unter negativem Druck, so dass
Bremsflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder durch das Rückschlagventil 16 in die Kammer
13 fließt.
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Es wird für die erste Druckaufnahmefläche 11a ein Bereich A und für die dritte
Druckaufnahmefläche 11c ein Bereich B angenommen. Dann ist die Flüssigkeitsmenge,
welche aus der Ausgangskammer 14 in die Radbremse 2 abgegeben wird, B/A-mal größer
als die Flüssigkeitsmenge, welche von der Pumpe 5 abgegeben wird. Somit ist es
möglich, den Bremsdruck schneller zu erhöhen, als wenn Flüssigkeit, welche von der Pumpe
abgegeben wird, direkt in die Radbremse eingebracht wird. Auch wenn die Kraft der
Feder 15 und der Verschiebewiderstand des Kolbens außer Acht gelassen werden, ist
der Eingangs-Flüssigkeitsdruck P1 B/A-mal größer als der Ausgabedruck P2. Somit
steht der pumpengetriebene Motor auch im Niederdruckbereich unter relativ hoher
Drehkrafteinwirkung, so dass die Motorleistung ständig hoch ist.
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Wenn der abgestufte Kolben 11 zur linken Seite der Fig. 1 geschoben wird und der
Ausgabedruck P2 auf einen vorherbestimmten Wert ansteigt, wird der Kolben 19 des
druckabhängigen Ventils durch den Ausgabedruck P2 gegen die Ventilschließkraft der
Feder 20 in seine offene Position bewegt. (In dieser Situation, d. h. während der
automatischen Bremsregelschaltung, wird durch den Hauptbremszylinder kein Ventil
schließender Druck ausgeübt).
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Wenn sich das Ventil 18 öffnet, steht die Eingangskammer 12 mit der Ausgangskammer
14 in Verbindung, so dass der Eingabedruck P1 fällt und der Ausgabedruck P2 ansteigt,
bis diese einander gleichkommen. Da P1/P2 nunmehr kleiner ist als B/A hält der
abgestufte Kolben 11 an, so dass die Flüssigkeit, welche von der Pumpe 5 abgegeben wurde,
durch das druckabhängige Ventil in die Radbremse 2 zu fließen beginnt. Wenn die auf
den Kolben wirkende Druckkraft durch den Ausgabedruck P2 und die Kraft der Feder
15 größer wird als die auf den Kolben wirkende Gegenkraft durch den Eingabedruck
P1, beginnt der abgestufte Kolben 11 auch sich zur in Fig. 1 rechten Seite zu bewegen,
wodurch der Flüssigkeitsdruck in der Einstellkammer 13 auf ein höheres Niveau als der
Ausgabedruck P2 ansteigt. Dies öffnet ein zweites Rückschlagventil 17.
Bremsflüssigkeit in der Einstellkammer 13 beginnt somit durch das Rückschlagventil 17 in die
Ausgangskammer 14 zu fließen, wodurch die Bewegung des abgestuften Kolbens 11 zur
rechten Seite von Fig. 1 in seine ursprüngliche Position zugelassen wird.
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Die Flüssigkeitsmenge, welche bis zu dem Zeitpunkt, an dem der abgestufte Kolben 11
an seine ursprüngliche Position zurückkehrt, in die Ausgangskammer 14 fließt, ist die
selbe wie Flüssigkeitsmenge, welche von der Einstellkammer 13 und der
Eingangskammer 12 in die Einstellkammer 14 fließt. Somit hat die Rückbewegung des
abgestuften Kolbens 11 keinen Einfluss auf die Zufuhr von Bremsflüssigkeit zur Radbremse
2. D. h., die Flüssigkeit, welche von der Pumpe 5 abgegeben wurde, wird zu 100% und
ohne Verlust der Radbremse 2 zugeführt und ohne Verschwendung zum Bremsen
benutzt. Daher ist es möglich, den Bremsendruck auf ein hohes Niveau anzuheben.
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Der Kurvenverlauf nach Fig. 2 zeigt, wie der Bremsdruck ansteigt.
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Die Kurve 1 in Fig. 2 stellt die Ausgabeflüssigkeits-Druckzunahme da, wenn die Menge
der Flüssigkeit, welche der Radbremse zugeführt wird, erhöht wird, bis der Druck auf
einen vorher festgelegten Wert ansteigt. Die Kurve II stellt eine Druckanstiegskurve
dar, wenn die Flüssigkeitsmenge nicht erhöht wird. Wie aus dieser Zeichnung hervorgehen
wird, ist es möglich, durch das Flüssigkeitsdrucksteuergerät nach der
vorliegenden Erfindung die benötigte Zeit für den Druckanstieg um t1 zu verkürzen (wenn
Pumpe und Motor die Selben sind).
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Das dargestellte Gerät ermöglicht es, den Flüssigkeitsdruck der Radbremse 2 auf jede
Höhe zu steuern, welche den Flüssigkeitsausgabedruck P2 nicht übersteigt, während der
Ausgabedruck P2 wie in Fig. 2 durch Veränderung der Stellung des
Radbremsenflüssigkeitsdruckregelventils 3 gemäß des Verhaltens des Fahrzeugs und der Räder erhöht
wird. So ist es möglich, den Druck der Radbremse 2 durch den
Flüssigkeitszufuhrverstärker 10 rasch wieder auf einen gewünschten Wert zu erhöhen, nachdem der
Radbremsendruck erhöht und dann vermindert wurde, da der abgestufte Kolben 11
automatisch an seine Ausgangsposition zurückkehrt, sobald sich das druckabhängige Ventil 18
öffnet.
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Wenn der Flüssigkeitsdruck P2 bis zum Überdruck des ersten Sicherheitsventils 8
angestiegen ist, öffnet sich das Ventil 8, um die Flüssigkeit, welcher von der Pumpe in den
Hauptbremszylinder 1 abgegeben worden war, abzuleiten, wodurch möglicher Bruch
des Geräts aufgrund unnormalen Druckanstiegs verhindert wird.
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Wenn die automatische Bremsregelschaltung endet, schließt das Steuermittel das
Ventilmittel 6, öffnet das Ventilmittel 7 und das Magnetventil 9 und deaktiviert die Pumpe
5. Der abgestufte Kolben 11 wird hierdurch durch die Feder 15 in seine
Ausgangsposition an der rechten Seite der Fig. 1 gestoßen.
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Fig. 3 zeigt ein Füssigkeitsdrucksteuergerät nach einer zweiten Ausführungsform. Wie
Fig. 1 zeigt auch diese Figur nur die Leitung, welche vom Hauptbremszylinder zu einem
Fahrzeugrad führt.
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Viele der Elemente in dem Gerät nach Fig. 3 sind die Selben wie bei dem Gerät nach
Fig. 1. Diese Elemente sind mit den Selben Zahlen bezeichnet und sind nicht
beschrieben. Nur die Unterschiede zu Fig. 1 werden hier beschrieben.
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Ziffer 21 bezeichnet einen zweiten Flüssigkeitsspeicher, welcher zwischen dem
Hauptbremszylinder 1 und der Eingangsöffnung der Pumpe 5 parallel zum ersten Ventilmittel
6 angeordnet sein, kann, so dass die Pumpe 5 Bremsflüssigkeit leicht absaugen kann,
während ohne gedrücktes Bremspedal automatische Bremsregelschaltung ausgeführt
wird.
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Der zweite Flüssigkeitsspeicher 21 umfasst eine Flüssigkeitskammer 21a, welche in
Verbindung mit der Eingabeöffnung der Pumpe 4 steht, einen Kolben 21a zum
Verändern des Volumens der Flüssigkeitskammer 21a und einen Ventilkörper 21c, welcher
zum Schließen der Leitung zwischen dem Hauptbremszylinder 1 und der
Flüssigkeitskammer 21a geeignet ist, wenn der Kolben 21b sich an einer Position befindet, an
welcher das Volumen der Flüssigkeitskammer 21a maximal ist. Wenn der Kolben 21b
aus dieser Position fortbewegt wird, um das Volumen der Kammer 121a zu reduzieren,
stößt er den Ventilkörper 21c auf. In der Ausführungsform gemäß Fig. 3 wird
Bremsflüssigkeit, welche durch das erste Sicherheitsventil 8 abgesaugt wurde, größtenteils
wieder dem Hauptbremszylinder 1 zugeführt. Aber dieses Sicherheitsventil 8 kann so
ausgebildet sein, dass Bremsflüssigkeit durch das Ventil 8 in die Flüssigkeitskammer
21a des zweiten Flüssigkeitsspeicher 21 zurückgeführt wird. Wenn automatische
Bremsregelschaltung unnötig ist, während das Bremspedal gedrückt wird, kann das
erste Ventilmittel 6 ausgelassen werden, das der zweite Flüssigkeitsspeicher 21 als
erstes Ventilmittel verwendet werden kann.
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Ziffer 22 zeigt ein Rückschlagventil zum Stoppen des Zuflusses von Bremsflüssigkeit
aus dem Hauptbremszylinder 1 in den ersten Flüssigkeitsspeicher 4, wenn automatische
Bremsregelsteuerung mit gedrücktem Bremspedal beginnt.
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Der zweite Flüssigkeitsspeicher 21 und das Rückschlagventil 22 sind in den japanischen
Patentanmeldungen 6-246400 bzw. 8-75763 offenbart und stellen keine wichtigen
Bestandteile dieser Erfindung dar. Daher werden sie nicht detailliert beschrieben. Der
zweite Flüssigkeitsspeicher 21 fungiert als hilfsweise Bremsflüssigkeitsquelle, wenn
Bremsflüssigkeit durch das Rückschlagventil 16 in die Einstellkammer 13 gezogen
wird.
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Ziffer 23 bezeichnet ein hubabhängiges Ventil, welches an Stelle des Magnetventils
nach Fig. 1 verwendet wird. Dieses Ventil stellt das dar, was als Hauptventil bezeichnet
und häufig z. B. für Hauptbremszylinder verwendet wird. In dieser Ausführungsform
wird das Ventil 23 in den abgestuften Kolben 11 eingesetzt, wobei sein Ventilkörper
23a durch die Feder 23b geneigt wird. Sobald der abgestufte Kolben 11 sich in Richtung
der Ausgangskammer 14 zu bewegen beginnt, berührt der Ventilkörper 23a die
Ventilsitz, wodurch die Flüssigkeitszuleitung zwischen dem Hauptbremszylinder 1 und dem
Radbremsenflüssigkeitsdruck-Regelventil 3 geschlossen wird.
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Wenn der Flüssigkeitszufuhrverstärker 10 aktiviert ist und der abgestufte Kolben 11
sich in Richtung der Ausgangskammer 14 bewegt, ist es nötig, die Leitung, welche den
Hauptbremszylinder 1 mit der Ausgangskammer 14 verbindet, zu schließen. Sobald der
abgestufte Kolben 11 sich in Richtung der Ausgangskammer 14 bewegt, bis er von dem
Ventilkörper 23a getrennt ist, wirken der Flüssigkeitsdruck in der Ausgangskammer 14
und die Federkraft der Feder 23b auf den Ventilkörper 23a als Ventil schließende Kraft,
so dass das hubabhängige Ventil 23 geschlossen bleibt, so fern kein Flüssigkeitsdruck
vom Hauptbremszylinder 1 wirkt, welcher die oben genannte Ventil schließende kraft
übersteigen kann. Andererseits wird bei dem Gerät nach Fig. 1 das Magnetventil 9
geschlossen, wenn Flüssigkeitsdruck aus dem Hauptbremszylinder während automatische
Bremsregelschaltung zugeführt wird. In dieser Hinsicht wirkt das hubabhängige Ventil
23 praktisch genauso, wie das Magnetventil 9.
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Ob das Magnetventil 9 oder das hubabhängige Ventil 23 gewählt wird, kann abhängig
von dem Freiheitsgrad der Feder, Kosten der Bestandteile, Leichtigkeit der gesamten
Anlage usw. entschieden werden. Im Allgemeinen wäre jedoch das hubabhängige
Ventil vorteilhafter, weil kein Antriebskreislauf von Nöten ist.
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Ziffer 24 bezeichnet eine napfförmige Dichtung, welche die äußere Umgebung eines
Bereichs des abgestuften Kolbens 11 mit großem Durchmesser abdichtet, wenn der
Kolben auf die Ausgangskammer 14 zubewegt wird. Wenn der abgestufte Kolben 11 in
Richtung der Eingangskammer 12 zurückbewegt wird, gibt die Dichtung 24 nach,
wodurch Bremsflüssigkeit in der Einstellkammer 13 in die Ausgangskammer 14 fließen
kann. D. h., die Dichtung 24 wirkt sowohl wie das zweite Rückschlagventil 17 als auch
wie der O-Ring 27, welcher in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 um die äußere
Umgebung des Bereichs des abgestuften Kolbens herum vorgesehen ist. Somit ist diese
Ausführungsform von der Struktur her einfacher.
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Ziffer 35 bezeichnet ein zweites Rückschlagventil, welches zwischen der
Eingangskammer 12 und der Ausgangskammer 14 vorgesehen ist. Dieses Ventil ist in einer
Situation nützlich, in welcher der Druck in der Radbremse 2 innerhalb so kurzer Zeit
immer wieder ansteigt und abfällt, dass der abgestufte Kolben 11 nicht zurückbewegt
werden kann, während der Flüssigkeitszufuhrverstärker 10 aktiviert und das
druckabhängige Ventil 18 geschlossen ist. In einer solchen Situation könnte der abgestufte
Kolben 11 an ein Hubende nahe der Ausgangskammer 14 bewegt werden, bevor sich
das druckabhängige Ventil 18 öffnet.
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Wenn dies geschieht, kann Flüssigkeit, welche von der Pumpe 5 abgegeben wurde,
nirgendwo hinfliegen, so dass der Druck im Flüssigkeitsabgabekreislauf anormal
ansteigen wird. In dieser Situation ist es auch unmöglich, den Radbremsendruck zu
erhöhen, das keine Bremsflüssigkeit zur Radbremse zugeführt wird. Das zweite
Sicherheitsventil 25 löst dieses Problem, indem es sich öffnet, wenn der Eingabeflüssigkeitsdruck
P1 ansteigt, nachdem der Kolben 11 an das Hubende bewegt wurde.
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Wenn das zweite Sicherheitsventil 25 sich öffne und der Ausgabedruck P2 auf einen
vorher bestimmten Wert ansteigt, öffnet sich das druckabhängige Ventil 18, wodurch
der abgestufte Kolben 11 in selber Weise wie in Fig. 1 an seine normale Position
zurückbewegt werden kann. Es muss nicht erwähnt werden, dass, bevor der abgestufte
Kolben 11 das Hubende erreicht hat, das druckabhängige Ventil 18 sich öffnen muss
bevor dies das zweite Sicherheitsventil 25 tut.
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Ziffer 26 bezeichnet ein drittes Sicherheitsventil, welches zwischen der Einstellkammer
13 und dem Hauptbremszylinder 1 vorgesehen ist, so dass der abgestufte Kolben 11
glatter zurückbewegt werden kann. Indem der Ventil öffnende Druck für das dritte
Sicherheitsventil 26 etwas niedriger als für das erste Sicherheitsventil 8 angesetzt wird,
ist die Kraft zum Zurückbewegen des abgestuften Kolbens 11 größer als die Gegenkraft
(hier: P1 = P2 = Flüssigkeitsdruck in der Einstellkammer 13). Wenn der
Flüssigkeitsdruck in der Einstellkammer 13 den Ventil öffnenden Druck für das dritte
Sicherheitsventil 26 übersteigt, kehrt Bremsflüssigkeit in der Einstellkammer rasch durch das
Sicherheitsventil 26 in den Hauptbremszylinder 1 zurück. Diesmal wird die gesamte
von der Pumpe 5 abgegebene Flüssigkeit dazu verwendet, den abgestuften Kolben 11
zurückzustoßen, so dass der Kolben eine große Entfernung zurücklegt. Somit ist es
weniger sicher, dass der Kolben an das Hubende bewegt wird. Wenn der Kolben 11 in
seine Ausgangsposition zurückkehrt, wird die gesamte Flüssigkeit, welche von der
Pumpe 5 abgegeben wurde, durch das erste Sicherheitsventil 8 abgegeben. Wie
vorstehend beschrieben, kann die durch das Sicherheitsventil 8 abgegebene Flüssigkeit
vorzugsweise in die Flüssigkeitskammer 21a des zweiten Speichers 21 zurückgeführt
werden. In ähnlicher Weise kann die Flüssigkeit, welche durch das dritte Sicherheitsventil
26 abgegeben wurde, auch vorzugsweise in die Flüssigkeitskammer 21a des zweiten
Speicher 21 zurückgeführt werden.
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Diese Erfindung beschränkt sich nicht auf die Geräte nach Fig. 1 und 3.
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Beispielsweise können, während der abgestufte Kolben 11 jeder der
Ausführungsformen ein einstückiges Mittel aus Bereichen mit großen und kleinen Durchmessern ist,
zwei einzelne Kolben, einer mit großem und einer mit kleinem Durchmesser, verwendet
werden.
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Auch Können die Eingangskammer 12 und die Einstellkammer 13 dort vorgesehen sein,
wo die Einstellkammer und die Eingangskammer in den Ausführungsformen
angeordnet sind, um das Eingabemittel 12 als Einstellkammer und das Einstellmittel als
Eingangskammer zu verwenden.
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Wie vorstehend beschrieben, steigert der Flüssigkeitszufuhrverstärker nach der
vorliegenden Erfindung die Menge der Flüssigkeit, welche den Radbremsen im
Niederdruckbereich zugeführt wird. Im Hochdruckbereich öffnet sich das druckabhängige Ventil,
welches parallel zum Verstärker angeordnet ist, wodurch Flüssigkeit, welche von der
Pumpe abgegeben worden war, direkt den Radbremsen zugeführt wird. Somit ist es
möglich, Druck rasch (mit großer Wirkung) im Niederdruckbereich zu erhöhen, ohne
einen allzu großen Motor zu verwenden und Druck im Hochdruckbereich auf ein hohes
Niveau anzuheben.
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Im Niederdruckbereich wird eine Druckkraft, welche der Verstärkung der zugeführten
Flüssigkeit entspricht, auf den pumpenbetriebenen Motor verwendet, so dass die
Unterschiede bei der Leistung zwischen Niederdruckbereich und Hochdruckbereich sich
verringern. Somit ist es nicht notwendig, einen großen und wuchtigen Motor zu
verwenden.