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Diese
Erfindung bezieht sich auf einen Hydraulikdruckgenerator für eine Kraftfahrzeugbremsanlage,nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus
der gattungsbildenden
EP
10 78 833 A2 ist eine Hydraulikdruckerzeugungsvorrichtung
für eine
Kraftfahrzeugbremsanlage bekannt, die Folgendes aufweist: eine Hydraulikdruckquelle
zum Erzeugen eines vorbestimmten Hydraulikdrucks, einen Hubsimulator
mit einem Simulatorkolben, der mit einem Bremsbetätigungselement
und einem elastischen Element wirkverbunden gekoppelt ist, um dem Simulatorkolben
einen der Bremsbetätigungskraft entsprechenden
Hub zu ermöglichen,
einen Eingabekolben mit dem Simulatorkolben darin, um die Bremsbetätigungskraft
von dem Simulatorkolben über
das elastische Element aufzunehmen, und einem Druckeinstellventil,
das gemäß der Verschiebung
des Eingabekolbens arbeitet, um den von der Hydraulikdruckquelle
zugeführten
Hydraulikdruck auf einen der Bremsbestätigungskraft entsprechenden Wert
einzustellen.
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Ein
weiterer Bremshydraulikdruckgenerator dieser Bauweise ist in der
Japanischen Patentveröffentlichung
JP 61-37 140 A bzw. DE 26 07 140 A1 offenbart.
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Bei
der Vorrichtung dieser Veröffentlichung wird
die Bremsbetätigungskraft
von einem Bremspedal auf eine in einen Verstärkerkolben eingeführte Betätigungsstange
aufgebracht und durch eine Hubbegrenzungsfeder zu einer Eingabestange
in dem Verstärkerkolben übertragen.
Die Eingabestange schließt
ein Auslassventil und öffnet
ein Einlassventil, um den durch eine Pumpe in eine Drucksammelkammer
stromaufwärts
des Verstärkungskolbens
zugeführten
Hydraulikdruck einzustellen und diesen auszugeben.
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Der
ausgegebene Hydraulikdruck des Druckeinstellventils wird nicht nur
einer ersten Hydraulikleitung als der Bremshydraulikleitung, sondern auch
dem Hauptzylinder zugeführt.
Durch diesen Hydraulikdruck wird der Hauptzylinder betätigt, so
dass der Bremshydraulikdruck in der von der ersten Hydraulikleitung
unabhängigen
zweiten Hydraulikleitung erzeugt wird. Die Betätigungsstange in dieser Veröffentlichung
entspricht dem Simulatorkolben der vorliegenden Anmeldung, die Hubbegrenzungsfeder dem
elastischen Element, die Druckfreigabekammer der Simulatorkammer
und die Nachfüllkammer
dem atmosphärischen
Speicher.
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Mit
dem Bremshydraulikgenerator, der einen Verstärker dieser Veröffentlichung
verwendet, wird zusätzlich
zu einem Hub zum Öffnen
der Druckverringerungsöffnung
(Auslassventil) des Druckeinstellventils ein Hub zum Rückstellen
der Hubbegrenzungsfeder auf einen dem Ausgabehydraulikdruck des
Druckeinstellventils entsprechenden Punkt, welcher verringert wurde,
benötigt,
um den Bremshydraulikdruck während
dem Lösen
der Bremsbetätigungskraft
zu verringern. Daher wird der Hydraulikdruckabfall in Antwort auf
das Lösen
der Bremsbetätigungskraft
verzögert,
so dass der Fahrer ein unangenehmes Bremsgefühl erfahren wird.
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Bei
der Vorrichtung der vorgenannten Veröffentlichung, die mit einem
Hauptzylinder versehen ist, der unter dem Ausgabedruck des Druckeinstellventils
betätigt
wird, ist es notwendig, den Ausgabedruck des Druckeinstellventils
während
dem Lösen der
Bremsbetätigungskraft
um einen dem Gleitwiderstand des Hauptzylinderkolbens entsprechenden
Betrag zu verringern. Daher nimmt der Hub der Hubbegrenzungsfeder
dementsprechend zu. Dies beeinträchtigt
das Bremsgefühl
beim Lösen
der Bremsbestätigungskraft
zudem.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, die gattungsgemäße Vorrichtung dahingehend
weiterzubilden, dass das Bremsgefühl während dem Lösen der Bremsbetätigungskraft
verbessert ist.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch
1 gelöst.
Insbesondere ist der Gleitwiderstand des Simulatorkolbens so gesetzt,
dass er größer als
der des Eingabekolbens ist.
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Verfahren
zum Erzeugen eines Unterschieds in dem Gleitwiderstand zwischen
dem Simulatorkolben und dem Eingabekolben sind nicht beschränkt. Ein
einfaches Verfahren besteht darin, einem ersten Abdichtungselement
zum Abdichten des Außenumfangs
des Simulatorkolbens eine andere Härte oder ein anderes Übermaß als dem
des zweiten Abdichtungselements zum Abdichten des Außenumfangs des
Eingabekolbens zu geben, so dass der Gleitwiderstand des Simulatorkolbens
größer als
der des Eingabekolbens ist.
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Wenn
die Bremsbetätigungskraft
gelöst
ist, fängt
der Eingabekolben an, sich relativ zu dem Druckeinstellventil zu
bewegen, bevor der Simulatorkolben anfängt, sich relativ zu dem Eingabekolben
zu bewegen, da der Gleitwiderstand des Simulatorkolbens größer als
der des Eingabekolbens ist. Somit ist es möglich, die Druckverringerungsöffnung des Druckeinstellventils
lediglich mit dem Rückstellhub des
Eingabekolbens zu öffnen
(davor wurde der Bewegungsbetrag des Simulatorkolbens relativ zu
dem Eingabekolben darauf addiert). Somit wird die Antwort eines
Ausgabehydraulikdruckabfalls auf das Lösen der Bremsbetätigungskraft
beschleunigt. Dies verbessert das Bremsgefühl.
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Weitere
Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden
Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich,
in denen:
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1 eine
Schnittansicht ist, die ein Ausführungsbeispiel
der Bremshydraulikdruckerzeugungsvorrichtung zeigt; und
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2 ein
Graph ist, der eine ideale Beziehung zwischen dem Simulatorkolbenhub
und dem Ausgabehydraulikdruck des Druckeinstellventils zeigt.
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Im
weiteren Verlauf wird das Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung mit Bezug auf 1 beschrieben.
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Der
in 1 gezeigte Bremshydraulikdruckgenerator hat eine
Hydraulikdruckquelle 2, einen atmosphärischen Speicher 3 und
eine mit einem Hauptzylinder 5 einstückig ausgebildete Druckeinstellvorrichtung 4.
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Die
Hydraulikdruckquelle 2 hat eine Kraftpumpe 2a,
einen Drucksammelbehälter 2b und
einen Drucksensor 2c. Wenn der durch den Drucksensor 2c erfasste
Hydraulikdruck einen vorgegebenen unteren Grenzwert erreicht, wird
von einer Steuervorrichtung (nicht gezeigt), die Signale von dem
Drucksensor 2c empfängt,
ein Befehl gegeben, die Pumpe 2a zu betätigen. Wenn der erfasste Hydraulikdruck einen
vorgegebenen oberen Grenzwert erreicht, wird die Pumpe 2a angehalten.
Somit ist in einem normalen Zustand ein Hydraulikdruck immer innerhalb
eines vorbestimmten Bereichs in der Hydraulikdruckquelle 2 gespeichert
und der Hydraulikdruck wird zu der Druckeinstellvorrichtung 4 zugeführt, wenn
die Bremse betätigt
wird.
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Ein
atmosphärischer
Speicher 3 ist mit der Einlassseite der Pumpe 2a,
einer Fluidkammer C1 in der Druckeinstellvorrichtung 4 und
dem Hauptzylinder 5 verbunden.
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Die
Druckeinstellvorrichtung 4 hat ein Gehäuse 41, einen in dem
Gehäuse 41 montierten
Eingabekolben 42, wobei dessen Spitze in die Fluidkammer
C1 vorsteht, einen vor dem Eingabekolben 42 angeordneten
Hilfskolben 43, einen in dem Eingabekolben 42 vorgesehenen
Simulatorkolben 44, dessen vorderer Abschnitt sich in einer
Simulatorkammer CS befindet, ein elastisches Element 45 (einer
Spiralfeder in der Figur, aber es kann auch ein Gummi oder eine
Luftfeder einzeln oder in Kombination verwendet werden) zum Weitergeben
eines Hubs entsprechend einer von einem Bremsbetätigungselement (in der Fig.
einem Bremspedal 6) auf den Simulatorkolben 44 aufgebrachten
Bremsbetätigungskraft,
einen Verteiler 46 zum Aufteilen der von dem Simulatorkolben 44 übertragenen
Bremsbetätigungskraft
zu dem Eingabekolben 42 über das elastische Element 45 und Übertragen
desselben zu dem nachstehend beschriebenen Druckeinstellventil und
einem Hilfskolben 43, und ein Druckeinstellventil 47 zum
Einstellen des von der Hydraulikdruckquelle 2 zugeführten Bremshydraulikdrucks
auf einen der Bremsbetätigungskraft
entsprechenden Wert. Der Simulatorkolben 44, das elastische
Element 45 und die Simulatorkammer CS, die mit der Fluidkammer
C1 durch ein durch den Eingabekolben 42 ausgebildetes
Loch in Verbindung steht, bilden einen Hubsimulator.
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Der
Verteiler 46 hat ein Gummielement 46a, das in
einer in der Spitze des Eingabekolbens 42 ausgebildeten
ringförmigen
Aussparung 42a vorgesehen ist, ein röhrenförmiges Element 46b dessen
eines Ende an dem Hilfskolben 43 anliegt und dessen anderes
Ende in die ringförmige
Aussparung 42a eingeführt
ist und ein Übertragungselement 46c und eine
in dem röhrenförmigen Element 46b montierte Stahlkugel 46d,
die zwischen dem Gummielement 46a und dem Druckeinstellventil 47 angeordnet
sind. Ein Spalt g ist zwischen dem Gummielement 46a und einer
ringförmigen
Kunstharzplatte 46e vorgesehen, die an dem Ende des röhrenförmigen Elements 46b montiert
ist um das Gummielement 46a zu schützen.
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Durch
Vorsehen des Verteilers 46 wird in der Anfangsphase der
Bremsbetätigung
die Bremsbetätigungskraft
nur über
das Gummielement 46a, das Übertragungselement 46c und
die Stahlkugel 46d auf das Druckeinstellventil 47 übertragen.
Wenn die Bremsbetätigungskraft
einen vorbestimmten Wert überschreitet,
kommt das Gummielement 46a, das elastisch verformt wurde,
um in den Spalt g zu gelangen, mit der ringförmigen Platte 46e in Kontakt.
Danach wird ein Teil der Bremsbestätigungskraft durch das röhrenförmige Element 46b ebenso
auf den Hilfskolben 43 verteilt.
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Somit
macht es diese Funktion möglich,
dem Bremshydraulikdruckgenerator eine Sprungeigenschaft zu verleihen,
die den anfänglichen
Aufbau des durch das Druckeinstellventil 47 eingestellten
Bremshydraulikdruck scharf macht. Wenn sich ferner der Innendurchmesser
des röhrenförmigen Elements 46b und
der Außendurchmesser
des Übertragungselements 46c ändern, ändert sich
das Verteilungsverhältnis
der zu dem Druckeinstellventil 47 und dem Hilfskolben 43 übertragenen
Bremsbetätigungskräfte. Ferner ändert sich
mit Änderungen
in der Länge dieser
Elemente die Verteilungsanfangszeitgebung. Somit ist es durch Ersetzen
des röhrenförmigen Elements 46b und
des Übertragungselements 46c mit entsprechenden
Elementen mit anderen Abmessungen möglich, das Verhältnis zwischen
der Bremsbestätigungskraft
und dem Ausgabehydraulikdruck des Druckeinstellventils zu ändern.
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Diesbezüglich ist
das Vorsehen des Verteilers 46 vorzuziehen. Aber es ist
möglich,
diesen auszulassen und die Kraft von dem Eingabekolben 42 direkt
auf das Druckeinstellventil 47 zu übertragen.
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Das
gezeigte Druckeinstellventil 47 gehört einer Bauweise an, bei der
ein Druckanstieg, -abnahme und -halten über einen Kolben 47a umgeschaltet werden.
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Der
Hilfskolben 43 hat eine Eingangsöffnung P01,
eine Ausgangsöffnung
P02 und eine Druckverringerungsöffnung P03. Eine Verbindungsänderung zwischen diesen Öffnungen
und das Einstellen des Öffnungsgrads
der Ventilabschnitte werden durch Verschieben des Kolben 47a ausgeführt.
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Die
Eingangsöffnung
P01 ist normalerweise über eine um den Hilfskolben 43 herum
vorgesehene ringförmige
Eingangskammer C2 mit der Hydraulikdruckquelle 2 und
einer in dem Gehäuse 41 vorgesehenen
Eingangsöffnung
P1 verbunden. Die Druckverringerungsöffnung P03 ist normalerweise durch eine Fluidkammer
C1 und eine in dem Gehäuse 41 vorgesehene
Abflussöffnung
P3 mit dem atmosphärischen Speicher 3 verbunden.
Die Ausgangsöffnung
P02 ist zwischen einer Fluidkammer C3 in dem Hilfskolben 43 und einer
Fluidkammer C4 vorgesehen, in der der Vorderabschnitt
des Hilfskolbens 43 angeordnet ist und ein in dem Kolben 47a vorgesehener
interner Durchlass pw ist mit einer in dem Gehäuse 41 vorgesehenen
Ausgangsöffnung
P2 verbunden.
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Wenn
bei dem so aufgebauten Druckeinstellventil 47 der Kolben 47a durch
eine Rückstellfeder 47b auf
die in 1 veranschaulichte Ausgangsposition zurückgeschoben
wird, ist der interne Durchlass pw in dem Kolben 47a mit
der Druckverringerungsöffnung
P03 verbunden, um sich so in dem druckverminderten
Zustand zu befinden. Wenn der Kolben 47a von dieser Position
nach links in 1 geschoben wird, wird der interne
Durchlass pw sowohl von der Druckverringerungsöffnung P03 als
auch der Eingangsöffnung
P01 getrennt, um sich so in dem Ausgabehaltezustand
zu befinden. Wenn der Kolben 47a von dieser Position weiter
geschoben wird, ist der interne Durchlass pw mit der Eingangsöffnung P01 verbunden, so dass der von der Hydraulikdruckquelle 2 zugeführte Hydraulikdruck
in die Fluidkammer C4 strömt. Somit
werden sich die Radzylinder W1 und W2 in der rechten Leitung aus 1 (im
weiteren Verlauf als eine erste Hydraulikdruckleitung bezeichnet)
in einem druckerhöhten
Zustand befinden.
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Der
Kolben 47a bewegt sich auf einen Punkt, an dem die Summe
der Schubkraft durch den in die Fluidkammer C3 eingeführten Hydraulikdruck
und der Kraft der Rückstellfeder 47b mit
der durch den Eingabekolben 42 aufgebrachten Bremsbetätigungskraft im
Gleichgewicht steht. Somit wird eine Einstellung des Öffnungsgrads
eines zwischen der Eingangsöffnung
P01 und dem Ansatz des Kolbens 47a ausgebildeten
Ventilabschnitts durchgeführt,
wenn der interne Durchlass pw mit der Eingangsöffnung P01 verbunden
ist und der Öffnungsgrad
eines zwischen der Druckverringerungsöffnung P03 und
dem Ansatz des Kolbens 47a ausgebildeten Ventilabschnitts
wird eingestellt, wenn der interne Durchlass pw mit der Druckverringerungsöffnung P03 verbunden ist, so dass der von der Ausgangsöffnung P02 ausgegebene Bremshydraulikdruck auf einen
der Bremsbetätigungskraft
entsprechenden Wert eingestellt wird.
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Wenn
Hydraulikdruck in die Fluidkammer C4 eingeführt wird,
wird der Hilfskolben 43 durch den Hydraulik gegen einen
Anschlag 48 in dem Gehäuse 41 gedrückt. Somit
wird, während
die Hydraulikdruckquelle 2 und die erste Hydraulikdruckleitung
normal arbeiten, der Hilfskolben 43 in der veranschaulichten Position
gehalten.
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Der
Hauptzylinder 5 hat einen Hauptkolben 5a dessen
vorderer Abschnitt in einer Hauptkammer C5 angeordnet
ist und dessen hinterer Abschnitt in einer Fluidkammer C4 angeordnet ist, eine Rückstellfeder 5b für den Hauptkolben
und zwei Sätze
von tassenförmigen
Dichtungen 5c, die den Außenumfang des Hauptkolbens 5a flüssigkeitsdicht
abdichten.
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Wenn
der Ausgabehydraulikdruck durch das Druckeinstellventil 47 in
die Fluidkammer C4 eingeführt wird,
bewegt sich der Hauptkolben 5a unter dem Druck zu der Hauptkammer
C5. In der Anfangsphase dieser Bewegung
wird ein in dem Hauptkolben 5a ausgebildetes Loch ph von
einer mit dem atmosphärischen
Speicher 3 in Verbindung stehenden Öffnung P4 getrennt.
Danach wird in der Hauptkammer C5 ein Fluiddruck
erzeugt, der im Wesentlichen gleich zu dem Druck in der Fluidkammer
C4 ist, und wird zu den Radzylindern W3
und W4 in der zweiten Hydraulikleitung zugeführt.
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Der
Hauptzylinder 5 ist als ein Versagensschutzmittel vorgesehen,
sollten die Hydraulikdruckquelle 2 oder die erste Hydraulikleitung
versagen. Das heißt,
wenn aufgrund eines Versagens der Hydraulikdruckquelle 2 der
Hydraulikdruck in der Fluidkammer C4 nicht
erzeugt werden sollte, wird der Hilfskolben 43 durch die
von dem Eingabekolben 42 aufgebrachte Bremsbetätigungskraft
bewegt und die Bremsbetätigungskraft
wird durch den Hilfskolben 43 direkt zu dem Hauptkolben 5a übertragen.
Somit wird ein Hydraulikdruck proportional zu der Bremsbetätigungskraft
von dem Hauptzylinder 5 zu den Radzylindern W3 und W4 in
der zweiten Hydraulikleitung übertragen.
Dies verhindert ein so genanntes Nichtbremsen, bei dem die Bremsen
nicht arbeiten.
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Bei
dem Bremshydraulikdruckgenerator aus 1 ist an
dem Außenumfang
des Simulatorkolbens 44 ein erstes Gummidichtungselement 7 vorgesehen,
um zwischen dem Eingabekolben 42 und dem Außenumfang
des Simulatorkolbens 44 flüssigkeitsdicht abzudichten
und an dem Außenumfang
des Eingabekolbens 42 ist ein zweites Gummidichtungselement 8 vorgesehen,
um zwischen dem Eingabekolben 42 und dem Gehäuse 41 flüssigkeitsdicht
abzudichten. Der Gleitwiderstand des Simulatorkolbens 44 ist
so gesetzt, dass er. größer als
der des Eingabekolbens 42 ist, indem entweder die Härte des
ersten Dichtungselements 7 größer als die des zweiten Dichtungselements 8 gesetzt
wird oder indem das Übermaß des ersten
Dichtungselements 7 größer als das
des zweiten Dichtungselements 8 gesetzt wird.
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Somit
bewegt sich der Eingabekolben 42 relativ zu dem Druckeinstellventil 47 während dem
Lösen der
Bremsbetätigungskraft,
bevor sich der Simulatorkolben 44 relativ zu dem Eingabekolben 42 bewegt.
Somit fängt
die Druckverringerung früher
an, so dass die Antwort des Ausgabehydraulikdruckabfalls auf das
Lösen der Bremsbetätigungskraft
verbessert wird. Dies beseitigt das unangenehme Gefühl bei der Bremsbetätigung.
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Durch
genaues Einstellen des Gleitwiderstands des Eingabekolbens 42 und
des Simulatorkolbens 44, wie in 2 gezeigt
ist, ist es möglich,
solche Eigenschaften zu erlangen, dass der Ausgabehydraulikdruck
des Druckeinstellventils 47 relativ zu dem Simulatorkolbenhub
während
dem Anstieg der Bremsbetätigungskraft
(während
dem Druckanstieg) höher
als der Ausgabehydraulikdruck des Druckeinstellventils 47 relativ
zu dem Simulatorkolbenhub während
der Abnahme der Bremsbetätigungskraft ist.
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Wenn
die in 2 gezeigten Eigenschaften angewendet werden, wird
keine Relativbewegung zwischen dem Eingabekolben 42 und
dem Simulatorkolben 44 auftreten, bis der Hub des Simulatorkolbens
um Δst zurückgestellt
ist und die Druckverringerungsöffnung
P03 des Druckeinstellventils 47 öffnet sich
nur bei einem Hub von Δst.
Somit fängt
die Bewegung des Simulatorkolbens 44 relativ zu dem Eingabekolben 42 erst
bei Punkt a in 2 an.
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Während das
Verhältnis
zwischen dem Betätigungshub
des Simulatorkolbens 44 und dem in 2 gezeigten
Ausgabehydraulikdruck des Druckeinstellventils 47 ideal
ist, ist es nicht darauf beschränkt.
Wenn der Gleitwiderstand des Simulatorkolbens 44 so gesetzt
ist, dass er größer als
der des Eingabekolbens 42 ist, fällt der Ausgabehydraulikdruck
des Druckeinstellventils 47 ab, wenn der Eingabekolben 42 um
einen Hub von Δst
zurückgestellt wird,
so dass die Wirkung des verringerten unangenehmen Gefühls aufgrund
der Verbesserung in der Antwort eines Ausgabehydraulikdruckabfalls
erreicht wird.
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Während die
veranschaulichte Vorrichtung mit einem Hauptzylinder versehen ist,
ist diese Erfindung auch auf eine Vorrichtung ohne Hauptzylinder anwendbar.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, ist es erfindungsgemäß möglich, damit anzufangen, den
Ausgabehydraulikdruck früher
als vorher zu verringern, indem die Antwort auf das Lösen der
Bremsbetätigungskraft
verbessert wird, da der Gleitwiderstand des Simulatorkolbens so
gesetzt ist, dass er größer als
der des Eingabekolbens ist, so dass während dem Verringern der Bremsbetätigungskraft
die Druckverringerungsöffnung
des Druckeinstellventils bei einer Stellung geöffnet ist, bei der der Simulatorkolben
um einen kleinen Abstand zurückgestellt
wurde. Somit wird das Bremsgefühl
während
dem Lösen der
Bremsbetätigungskraft
verbessert.
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Mit
einem Bremshydraulikdruckgenerator, in dem die Bremsbestätigungskraft
durch einen Hubsimulator auf ein Druckeinstellventil aufgebracht
wird und ein von der Hydraulikdruckquelle zugeführter Hydraulikdruck durch
das Druckeinstellventil auf einen der Bremsbetätigungskraft entsprechenden
Wert beim Lösen
der Bremsbetätigungskraft
eingestellt wird, ist der Rückstellhub,
bis der Ausgabehydraulikdruck des Druckeinstellventils damit anfängt, abzufallen,
groß.
Somit tritt eine Verzögerung
der Abnahme des Ausgabehydraulikdrucks auf. Dies verschlechtert
das Bremsgefühl.
Um dieses Problem zu lösen,
ist der Gleitwiderstand des Simulatorkolbens so gesetzt, dass er
größer als
der des Eingabekolbens ist, so dass sich bei dem Lösen der
Bremsbetätigungskraft
der Eingabekolben relativ zu dem Druckeinstellventil bewegt, bevor
sich der Simulatorkolben relativ zu dem Eingabekolben bewegt. Dies
beschleunigt die Antwort eines Ausgabehydraulikdruckabfalls relativ
zu dem Lösen
der Bremsbetätigungskraft.