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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem mit einem Bremsunterstützungsmechanismus,
der einen Fahrer bei dessen Bremsvorgang in einem Notfall unterstützt, um
eine erhöhte
Bremskraft zu erzeugen.
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Ein
Beispiel eines bekannten Bremssystems mit einem Bremsunterstützungsmechanismus
ist in der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer
JP 61-268560 A offenbart.
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Das
oben erwähnte
bekannte Bremssystem weist einen Bremsunterstützungsmechanismus auf, der
in einem Bremskraftverstärker
(Servobremsgerät)
enthalten ist.
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Der
Verstärker
ist wie folgt aufgebaut. Wenn das Bremspedal herabgedrückt wird,
wird eine Entscheidung darüber
gefällt,
ob oder ob nicht eine Notfallsituation vorliegt, in der der Fahrer
das Fahrzeug sofort anhalten oder abbremsen möchte, um einen Unfall zu verhindern,
beispielsweise auf Grundlage einer Ausgabe von einem Sensor, der
die Geschwindigkeit feststellt, mit der das Bremspedal herabgedrückt wird.
Unter normalen Bedingungen wird ein Vakuumventil durch einen Eingabestab
geschlossen, der sich in Übereinstimmung
mit dem Pedaldruck bewegt, der durch den Fahrer an das Bremspedal
angelegt wird. Zur gleichen Zeit wird ein Luftventil (atmosphärisches
Ventil) durch die Bewegung des Eingabestabes geöffnet, um eine Arbeitsflüssigkeit
in eine Variabeldruckkammer (Kammer variablen Drucks) einzuführen, wie
im Falle des bekannten Systems, wodurch bewirkt wird, daß ein differentieller
Druck auf einen Kraftkolben einwirkt, um einen Verstärkungsbetrieb
zu erzielen.
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In
Notfallsituationen, in denen der Fahrer das Fahrzeug sofort anhalten
oder abbremsen möchte, um
einen Unfall zu verhindern, arbeitet der Bremskraftverstärker (Servobremsgerät) wie folgt.
Zusätzlich
zum oben beschriebenen Bereitstellen einer Arbeitsflüssigkeit
durch die Bewegung des Eingabestabes wird ein Steuerventil geöffnet, um
die Arbeitsflüssigkeit
in die Variabeldruckkammer einzuleiten, wodurch bewirkt wird, daß ein noch
größerer differentieller
Druck auf den Kraftkolben einwirkt, um einen erhöhte Verstärkungswirkung zu erzielen.
Somit wird der Fahrer bei seinem Bremsbetrieb unterstützt, um eine
erhöhte
Bremskraft zu erzeugen.
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7 zeigt ein Beispiel des
Steuerbetriebs eines bekannten Steuerers, der von dem oben beschriebenen
Bremskraftverstärker
verwendet wird, um das Steuerventil zu öffnen, wobei eine Notfallsituation
auf der Grundlage der Geschwindigkeit, mit der das Bremspedal herabgedrückt wird,
beurteilt wird.
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Im
veranschaulichten Beispiel liest der Steuerer in einem vorbestimmten
Steuerzyklus (Schritt S1) ein Hubsignal sB von einem Pedalhubsensor (nicht
gezeigt). Im nachfolgenden Schritt S2 erhält der Steuerer eine Differenz
VB zwischen dem Hubsignalwert sB(n-1), der im vorhergehenden Steuerzyklus
gelesen wurde, und dem Hubsignalwert sB(n), der im Schritt S1 im
vorliegenden Steuerzyklus gelesen wurde. Der Steuerzyklus wird in
vorbestimmten Zeitintervallen beispielsweise durch ein Zeitgeberinterruptverarbeiten
gestartet. Bei der oben beschriebenen Differenzberechnung wird eine
Geschwindigkeit (Hubgeschwindigkeit) VB berechnet. Das heißt, der
Steuerer berechnet eine Hubgeschwindigkeit in Entsprechung zur Differenz
VB im Schritt S2. In der folgenden Beschreibung wird die Hubgeschwindigkeit
geeignet durch ein Bezugszeichen VB bezeichnet.
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Im
nachfolgenden Schritt S3 multipliziert der Steuerer einen Bezugswert
Seo eines Hubgeschwindigkeitsschwellwertes mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitskoeffizienten
F1(V) und einem Hubkoeffizienten F2(sB), um einen Hubgeschwindigkeitsschwellwert
Se zu berechnen.
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Der
Fahrzeuggeschwindigkeitskoeffizient F1(V) wurde gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit vorab
eingestellt, wie in der JP(A) 7-76267 mittels eines Beispiels dargestellt.
Insbesondere wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist,
der Fahrzeuggeschwindigkeitskoeffizient F1(V) auf einen hohen Wert
gesetzt, um zu verhindern, daß der
Bremsunterstützungsmechanismus
unnötigerweise
aufgrund eines starken Bedienens des Bremspedals während eines
Fahrens zum Parken oder Zurücksetzen
in Betrieb genommen wird. Wenn das Fahrzeug gleichmäßig mit
einer normalen Geschwindigkeit fährt,
wird der Fahrzeuggeschwindigkeitskoeffizient F1(V) kleiner eingestellt,
als der Koeffizient eingestellt wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
niedrig ist [der Koeffizient F1(V) schließt einen Minimalwert ein],
wodurch erlaubt wird, daß der
Bremsunterstützungsmechanismus
durch einen starken Betrieb des Bremspedals sofort aktiviert wird.
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Wenn
die Fahrzeuggeschwindigkeit sehr hoch ist, wird der Fahrzeuggeschwindigkeitskoeffizient
F1(V) höher
eingestellt als in dem Fall der normalen gleichmäßigen Fahrgeschwindigkeit.
Der Fahrer neigt dazu, das Bremspedal stark zu betätigen, wenn die
Fahrzeuggeschwindigkeit sehr hoch ist. Daher wird verhindert, daß der Bremsunterstützungsmechanismus
unnötigerweise
aufgrund des starken Bremspedalbetriebs in Betrieb genommen wird.
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Der
Hubkoeffizient F2(sB) wird eingestellt, wie dies beispielsweise
in der JP(A) 7-76267 beschrieben ist. Der Inhalt dieser Veröffentlichung
wird hierdurch durch Nennung einbezogen. Das heißt, der Hubkoeffizient F2(sB)
verringert sich schrittweise mit einem Erhöhen des Hubes des Bremspedals.
Wenn beispielsweise der Bremspedalhub sich erhöht, erhöht sich die Reaktionskraft
des Verstärkers.
Daher wird der Hubkoeffizient F2(sB) so eingestellt, daß er den
Nachteil kompensiert, der dadurch entsteht, daß es mit einer Erhöhung des
Bremspedalhubes für
den Fahrer schwieriger wird, eine hohe Bremspedal-Herabbewegungsgeschwindigkeit
zu erzielen und es somit schwierig wird, den Bremsunterstützungsmechanismus
zu aktivieren.
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Im
nachfolgenden Schritt S4 wird eine Bremssteifigkeits-Überwachungsverarbeitung ausgeführt, um
einen Steifigkeitskoeffizienten Kw zu berechnen.
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Die
Bremssteifigkeits-Überwachungsverarbeitung
ist so, wie sie beispielsweise in der JP(A) 8-207721 gezeigt ist.
Insbesondere wird die Überwachung
durchgeführt,
um eine Veränderung
der Reaktionscharakteristiken des Bremssystems aufgrund einer Veränderung
der Elastizität
einer Membran, die auf dem Kraftkolben des Verstärkers bereitgestellt ist, oder
einer Abnutzung der Bremsklötze
festzustellen, beispielsweise auf Grundlage des Verhältnisses zwischen
Daten wie beispielsweise dem Bremspedalhub und der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Wenn eine Änderung
der Reaktionscharakteristiken festgestellt wird, wird ein Steifigkeitskoeffizient
Kw berechnet, um einen Einfluß der
Veränderung
der Reaktionscharakteristik zu kompensieren.
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Im
nachfolgenden Schritt S5 wird eine Fahrerbediengewohnheitsüberwachung
durchgeführt,
um einen Bedienungsgewohnheitskoeffizienten zu berechnen.
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Die Überwachungsverarbeitung
der Fahrerbediengewohnheit ist so, wie sie beispielsweise in der
JP(A) 7-156786 gezeigt ist. Die Inhalte dieser Veröffentlichung
werden hierin durch Bezugnahme eingeschlossen.
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Ein
Bediengewohnheitskoeffizient wird als ein Berichtigungskoeffizient
bezüglich
jedes einzelnen Fahrers erhalten. Nach Beendigung eines von jedem
einzelnen Fahrer durchgeführten
Bremsbetriebs wird ein Bediengewohnheitskoeffizient für den Fahrer berechnet.
Insbesondere wird ein charakteristischer Koeffizient K auf Grundlage
einer maximalen Hubgeschwindigkeit VBm und einem maximalen Hub sBm des
Bremspedals, erhalten während
des Bremsbetriebs, berechnet. Ein voreingestellter Modell-Fahrerbediengewohnheitskoeffizient
(=1) wird mit dem charakteristischen Koeffizienten K multipliziert,
um einen Bediengewohnheitskoeffizienten zu erhalten, der für jeden
betreffenden Fahrer einzigartig ist.
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Im
nachfolgenden Schritt S6 wird der Hubgeschwindigkeitsschwellwert
Se, der im vorhergehenden Schritt S3 erhalten wurde, mit dem Steifigkeitskoeffizienten
Kw und dem Bediengewohnheitskoeffizienten multipliziert, um einen
korrigierten Hubgeschwindigkeitsschwellwert zu berechnen. Dann wird ein
Vergleich durchgeführt,
ob oder ob nicht die vorhergehend erhaltene Hubgeschwindigkeit VB
größer als
der korrigierte Hubgeschwindigkeitsschwellwert ist, wobei entschieden
wird, ob die vorliegende Situation ein Notfall ist oder nicht.
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Falls
die Antwort im Schritt S6 JA ist, d.h. falls die vorliegende Situation
als ein Notfall beurteilt wird, wird das Solenoid des Steuerventils
angesteuert, um das Ventil zu öffnen.
Demzufolge wird die Arbeitsflüssigkeit
durch das Steuerventil von der Arbeitsflüssigkeitsquelle in die Variabeldruckkammer eingeleitet,
zusätzlich
zu der Einleitung von Arbeitsflüssigkeit
in die Variabeldruckkammer durch das Vakuum und die Luftventile,
die durch die Bewegung des Eingabestabes wie im Fall des bekannten
Systems eingestellt werden. Dadurch wird ein noch größerer differentieller
Druck erzeugt, der auf den Kraftkolben einwirkt, um einen Verstärkungsbetrieb
zu bewirken, wodurch der Fahrer bei seinem Bremsbetrieb unterstützt wird,
um eine erhöhte
Bremskraft zu erzeugen.
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Dann
wird die oben beschriebene Steuerung (Subroutine) mit den Schritten
S1 bis S7 beendet. Dieser Steuerbetrieb wird mit einem vorbestimmten Steuerzyklus
wiederholt ausgeführt.
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In
einem Bremssystem mit einem Bremsunterstützungsmechanismus, der den
Fahrer in einem Notfall bei seinem Bremsbetrieb unterstützt, um
eine erhöhte
Bremskraft zu erzeugen, wie oben ausgeführt, sollte der Bremsunterstützungsmechanismus nur
in einer Notfallsituation aktiviert werden, in der der Betrieb des
Bremsunterstützungsmechanismus tatsächlich benötigt wird;
er sollte nicht in einer Situation mit niedrigem Notfallniveau aktiviert
werden.
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Aus
diesem Grund, wie mit Bezug auf 7 ausgeführt, muß die Einstellung
eines Hubgeschwindigkeitsschwellwertes für eine Entscheidung, ob oder ob
nicht die gegenwärtige
Situation ein Notfall ist, bei dem der Bremsunterstützungsmechanismus
aktiviert werden muß,
gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit und
gemäß dem Bremspedalhub
fein eingestellt werden. Darüber
hinaus kann sogar dann, wenn der gleiche Pedaldruck an das Bremspedal
angelegt wird, sich die Brems-Hubbbewegungsgeschwindigkeit aufgrund
beispielsweise einer Veränderung
der Elastizität
der auf dem Kraftkolben des Verstärkers angebrachten Membran
oder einer Abnutzung der Bremsklötze
verändern.
Daher muß der
Hubgeschwindigkeitsschwellwert durch ein Überwachen auch der Bremssteifigkeit
zu allen Zeiten korrigiert werden.
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Darüber hinaus
bestehen Unterschiede zwischen Individuen im Hinblick auf einen
in einem Notfall angelegten Bremspedaldruck (d.h. die Weise, mit der
das Bremspedal betätigt
wird). Mit anderen Worten kann die Weise, mit der ein Individuum
das Bremspedal in einer Notfallsituation herabdrückt, innerhalb des Bereiches
der Weise sein, mit der ein anderes Individuum das Bremspedal in
einer normalen Situation herabdrückt.
Daher muß der Hubgeschwindigkeitsschwellwert
in Übereinstimmung
mit der Bedienungsgewohnheit jedes Individuums korrigiert werden.
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Somit
ist die Einstellung von Koeffizienten für diese Korrekturvorgänge kompliziert
und erfordert vorläufige
Studien, die mit einer großen
Anzahl von Fahrern mit hohen Kosten bezüglich Zeit und Aufwand durchzuführen sind.
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Sogar
dann, wenn der Hubgeschwindigkeitsschwellwert mit viel Aufwand strikt
korrigiert wird, kann die Weise, mit der die Bremse in Reaktion
auf ein Betätigen
des Bremspedals aktiv wird, sich bei einer Hubgeschwindigkeit um
den korrigierten Hubgeschwindigkeitsschwellwert herum stark ändern. Dies kann
den Eindruck des Fahrers im Hinblick auf ein Kontrollieren des Bremspedals
verwirren.
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Die
WO 95/01272 beschreibt einen Bremsverstärker mit einer mechanischen
Anordnung zur Erhöhung
einer durch einen Fahrer angewendeten Bremskraft, wenn die angewendete
Bremskraft einen bestimmten Wert überschreitet.
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Die ältere Anmeldung
nach der
DE 197 18 097
A1 beschreibt einen differenzdruckbetätigten Bremskraftverstärker, der
eine mechanische Anordnung bereitstellt, um einen Grad einer Druckdifferenz zu
vergrößern, wenn
eine durch eine Eingangsstange angelegte Bremskraft ein vorbestimmtes
Niveau überschreitet.
Damit wird eine Unterstützungsfunktion
einer durch den Fahrer angewendeten Bremskraft bereitgestellt.
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Die
DE 44 10 699 A1 beschreibt
eine hydraulische Bremsanlage für
Kraftfahrzeuge, bei der ein unabhängig von der Betätigung durch
einen Fahrer mittels eines Elektromagneten betätigbarer Unterdruckbremskraftverstärker bereitgestellt
wird. Ein Wegsensor ist bereitgestellt, um eine axiale Bewegung
durch Bremstätigkeit
eines Fahrers zu bewerten und um eine Bremskraft zu erhöhen.
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Die
DE 196 43 877 A1 beschreibt
ein Bremskraftsteuerungssystem für
ein Fahrzeug dem eine erste Bremskraft durch eine zweite Bremskraft
unterstützt
wird. Die erste Bremskraft wird in Abhängigkeit von der Betätigung des
Bremspedals erzeugt und die zweite Bremskraft wird erzeugt, wenn
die Betätigungsgeschwindigkeit
des Bremspedals größer als ein
Ansprechschwellenwert ist. Wenn die Betätigungsgeschwindigkeit einen
bestimmten Wert überschreitet,
wird die Bremskraft verstärkt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Im
Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände ist es eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, ein Bremssystem mit einem Bremsunterstützungsmechanismus
bereitzustellen, der eine Sicherheit und Betriebsfertigkeit sicherstellen
kann, und der es ermöglicht,
daß in
einem Notfall eine erhöhte Bremskraft
durch einen einfachen Steuerbetrieb erzeugt wird.
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Diese
Aufgabe der Erfindung wird durch ein Bremssystem mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen
ergeben sich aus den abhängigen
Ansprüchen.
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Erfindungsgemäß umfasst
das Bremssystem einen Verstärker
mit einem Gehäuse
und einem Kraftkolben, der das Innere des Gehäuses in eine Konstantdruckkammer
und eine Variabeldruckkammer aufteilt. Ein Ventilkörper wird
durch den Kraftkolben getragen, und ein Ventilmechanismus wird in dem
Ventilkörper
bereitgestellt, um das Einleiten einer Arbeitsflüssigkeit in die Variabeldruckkammer
zu steuern, indem ein Plungerkolben bewegt wird, der mit einem Eingabestab
verbunden ist, der mit dem Bremspedal fest verbunden ist. Der Verstärker ist
wie folgt ausgebildet. Ein Schub, der in dem Kraftkolben durch einen
differentiellen Druck erzeugt wird, der zwischen der Variabeldruckkammer
und der Konstantdruckkammer auf Grundlage des Betriebs des Ventilmechanismus
erzeugt wird, wird auf einen Ausgabestab übertragen, und ein Teil der
Reaktionskraft vom Ausgabestab wird durch ein Reaktionsbauteil und
den Plungerkolben übertragen,
um auf den Eingabestab zu wirken. Das Bremssystem umfaßt weiter eine
Steuerventilvorrichtung, die mit der Variabeldruckkammer des Verstärkers in
Verbindung steht, um das Arbeitsfluid in die Variabeldruckkammer
einzuleiten, in Reaktion auf ein dorthin eingegebenes Ansteuersignal.
Das Bremssystem umfaßt
weiter eine Huberfassungsvorrichtung, die einen Hub des Bremspedals
erfaßt,
und eine Steuerventilantriebs-Steuervorrichtung, die eine Hubgeschwindigkeit
des Bremspedals auf Grundlage des Erfassungsergebnisses durch die
Huberfassungsvorrichtung mit einem voreingestellten Schwellwert
vergleicht. Wenn die Hubgeschwindigkeit den Schwellwert übersteigt,
gibt die Steuerventilantriebs-Steuervorrichtung ein Antriebssignal
an die Steuerventilvorrichtung aus. Zusätzlich schließt das Bremssystem einen
Reaktionseinstellmechanismus ein, der so ausgebildet ist, daß, wenn
der Teil der Reaktionskraft von dem Ausgangsstab, der durch das
Reaktionsbauteil und den Plungerkolben übertragen wird, um auf den
Eingabestab zu wirken, einen vorbestimmten Wert erreicht hat, der
Reaktionseinstellmechanismus den Betrag der Reaktionskraft, die
auf den Eingabestab wirkt, auf ein Niveau reduziert, das niedriger
als das (Niveau) vor Erreichen des vorbestimmten Wertes ist.
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Gemäß einem
Beispiel schließt
der Ventilmechanismus ein Ventilelement ein, das im Ventilkörper bereitgestellt
ist, und einen Plungerkolben, der im Ventilkörper beweglich ist und mit
dem Eingabestab verbunden ist. Der Ventilmechanismus schließt weiter
einen Beschlag ein, der einen Ventilsitzabschnitt aufweist, der
ausgebildet ist, an das Ventilelement anzustoßen, und einen Eingriffabschnitt,
der mit dem Plungerkolben einkuppeln kann. Der Beschlag ist im Ventilkörper beweglich
und wird so gedrückt,
daß der Eingriffabschnitt
normalerweise an den Plungerkolben anstößt. Die Steuerventilvorrichtung
schließt
den Beschlag und ein Solenoid ein, das eine Magnetkraft erzeugt,
die auf den Beschlag wirkt, so daß der Beschlag sich vom Ventilelement
trennt. Der Reaktionseinstellmechanismus schließt einen Reaktionsempfänger ein,
der zwischen dem Reaktionsbauteil und dem Plungerkolben angeordnet
ist, so daß er
relativ zum Plungerkolben beweglich ist, und an das Reaktionsbauteil
anstoßen
kann. Der Reaktionseinstellmechanismus schließt weiter ein Federbauteil
ein, das zwischen dem Reaktionsempfänger und dem Plungerkolben
bereitgestellt ist. Ein Einstellbauteil ist zwischen dem Reaktionsempfänger und
dem Plungerkolben bereitgestellt, um eine anfängliche Trennung zwischen dem
Reaktionsempfänger
und dem Plungerkolben einzustellen, und um eine Last des Federbauteils
einzustellen, die an den Reaktionsempfänger angelegt wird.
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In Übereinstimmung
mit einem weiteren Beispiel schließt der Ventilmechanismus ein
im Ventilkörper
bereitgestelltes Ventilelement ein, und einen Plungerkolben, der
im Ventilkörper
beweglich ist und mit dem Eingabestab verbunden ist. Der Ventilmechanismus
schließt
weiter einen Beschlag ein, der einen Ventilsitzabschnitt aufweist,
der angepaßt
ist, an das Ventilelement anzustoßen, und einen Eingriffabschnitt,
der mit dem Plungerkolben einkuppeln kann. Der Beschlag ist im Ventilkörper beweglich
und wird so bewegt, daß der
Eingriffabschnitt normalerweise an dem Plungerkolben anstößt. Die
Steuerventilvorrichtung schließt
den Beschlag und ein Solenoid ein, das eine Magnetkraft erzeugt,
die auf den Beschlag wirkt, so daß sich der Beschlag vom Ventilelement trennt.
Der Reaktionseinstellmechanismus weist eine in einem Abschnitt des
Ventilkörpers
ausgebildete Vertiefung auf, die in Kontakt mit dem Reaktionsbauteil
steht. Die Vertiefung beherbergt das distale Ende des Plungerkolbens.
Die Vertiefung erlaubt, daß sich der
effektive Druckempfangsbereich des Plungerkolbens gemäß der Höhe der Ausgabereaktionskraft verändert.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine Schnittansicht eines Bremssystems gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der
vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt
eine vergrößerte Ansicht
eines Teils des Bremssystems aus 1.
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3 zeigt
ein Flußdiagramm
der Inhalte eines Steuerbetriebs, der durch einen Steuerer des Bremssystems
aus 1 durchgeführt
wird.
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4 zeigt
ein Diagramm mit Eingabe/Ausgabecharakteristiken des in 1 gezeigten
Bremssystems.
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5 zeigt
ein Flußdiagramm
der Inhalte eines Steuerbetriebs, der durch einen Steuerer eines Bremssystems
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
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6 zeigt
ein Schnittbild eines Bremssystems gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung.
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7 zeigt
ein Flußdiagramm
der Inhalte eines Steuerbetriebs, der in einem Beispiel eines bekannten
Bremssystems ausgeführt
wird.
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8 zeigt
ein Diagramm mit Eingabe/Ausgabecharakteristiken des Standes der
Technik für
einen Vergleich mit 4.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Ein
Bremssystem gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird unterhalb mit Bezug auf die 1 bis 5 beschrieben.
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Es
wird darauf hingewiesen, daß die
Steuerschritte, die gleich den in 7 gezeigten
sind, durch die gleichen Bezugszeichen beschrieben werden, und,
wenn geeignet, eine Beschreibung davon ausgelassen wird. In den 1 und 2 besteht
ein Gehäuse 1 im
wesentlichen aus einer vorderen Schale 2 und einer hinteren
Schale 3. Das Innere des Gehäuses 1 ist durch eine
Zentralschale 4 in eine Vorder- und Hinterkammer aufgeteilt
(ohne Bezugszeichen). Die Vorderkammer ist durch einen Kraftkolben 6a mit
einer Membran 5 in eine vordere Konstantdruckkammer 7a und
eine vordere Variabeldruckkammer 8a unterteilt. Die hintere
Kammer ist durch einen Kraftkolben 6b mit einer Membran 5b in eine
hintere Konstantdruckkammer 7b und eine hintere Variabeldruckkammer 8b unterteilt.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
stellt das Gehäuse 1,
ein Ventilmechanismus, eine Reaktionsscheibe 28, ein Plungerkolben 20 etc.
(später
beschrieben) einen Verstärker
dar.
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Ein
allgemein zylindrischer Ventilkörper 9 ist an
den Kraftkolben 6a und 6b befestigt. Der Ventilkörper 9 weist
einen tassenförmigen
zylindrischen Abschnitt großen
Durchmessers 10 auf, dessen eines Ende geschlossen ist,
sowie einen zylindrischen Abschnitt kleinen Durchmessers 11,
der an den zylindrischen Abschnitt großen Durchmessers 10 angrenzt.
Der zylindrische Abschnitt großen
Durchmessers 10 ist auf luftdichte Weise in die Kraftkolben 6a und 6b eingepaßt und erstreckt
sich gleitfähig
auf luftdichte Weise durch die Zentralschale 4. Der zylindrische
Abschnitt kleinen Durchmessers 11 erstreckt sich gleitfähig und
auf luftdichte Weise durch die rückwärtige Schale 3,
um rückwärtig hervorzutreten. Ein
Filter 12 mit einer Schalldämpferfunktion und einer Luftreinigungsfunktion
ist in einem Abschnitt des zylindrischen Abschnitts kleinen Durchmessers 11 mit
offenem Ende untergebracht. Atmosphärische Luft wird durch den
Filter 12 in den Ventilkörper 9 eingeführt.
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Der
zylindrische Abschnitt kleinen Durchmessers 11 weist einen
dickwandigen Abschnitt 13 an einer Seite auf, die näher am zylindrischen
Abschnitt großen
Durchmessers 10 liegt. Der dickwandige Abschnitt 13 ist
mit einem sich axial erstreckenden Durchlaß T1 versehen, dessen eines
Ende sich am offenen Ende des zylindrischen Abschnitts großen Durchmessers 10 öffnet. Das
andere Ende des Durchlasses T1 öffnet
sich am distalen Ende des zylindrischen Abschnitts kleinen Durchmessers 11.
Der dickwandige Abschnitt 13 ist weiter mit einem sich
radial erstreckenden Durchlaß T2
versehen, dessen eines Ende sich in der rückwärtigen Variabeldruckkammer 8b öffnet. Das
andere Ende des Durchlasses T2 öffnet
sich innen im dickwandigen Abschnitt 13 (der Durchlaß T2 ist
der Einfachheit halber schematisch gezeigt).
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Darüber hinaus
ist der Ventilkörper 9 mit
einem Durchlaß T3
ausgestattet, der ein Kommunizieren zwischen der vorderen und der
hinteren Konstantdruckkammer 7a und 7b bereitstellt.
Der Ventilkörper 9 ist
weiter mit einem Durchlaß ausgestattet (nicht
gezeigt), der ein Kommunizieren zwischen der vorderen und der hinteren
Variabeldruckkammer 8a und 8b bereitstellt. In
der folgenden Beschreibung werden der Einfachheit halber die vordere
und hintere Konstantdruckkammer 7a und 7b allgemein
als "Konstantdruckkammer 7" bezeichnet, und
die vordere und hintere Variabeldruckkammer 8a und 8b werden
als "Variabeldruckkammer 8" bezeichnet. Die Konstantdruckkammer 7 ist
mit einer Vakuumquelle (nicht gezeigt) verbunden, beispielsweise
einer Saugvorrichtung des Motors, und das Innere der Konstantdruckkammer 7 wird
zu allen Zeiten auf einem Vakuum gehalten.
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Ein
elastisch deformierbares Ventilelement 14 wird durch ein
Haltebauteil an einem proximalen Ende 15 im zylindrischen
Abschnitt kleinen Durchmessers 11 in der Nähe der Öffnung des Durchlasses T1
befestigt. Eine Feder 17 ist zwischen dem distalen Ende
des Ventilelements 14 und einem Eingabestab 16,
um das Ventilelement 14 in Richtung der Öffnung (Ventilsitz)
des Durchlasses T1 zu drücken,
bereitgestellt, wodurch der Durchlaß T1 geschlossen wird. Das
Ventilelement 14 und die Öffnung (Ventilsitz) des Durchlasses
T1 bilden ein Vakuumventil 18.
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Eine
Rückfeder 19 ist
zwischen dem Haltebauteil 15 und dem Eingabestab 16 bereitgestellt,
um den Eingabestab 16 rückwärtig zu
drücken.
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Der
Eingabestab 16 ist mit einem Bremspedal (nicht gezeigt)
verbunden und in den zylindrischen Abschnitt kleinen Durchmessers 11 eingeführt. Das
distale Ende des Eingabestabs 16 ist mit einem schaftförmigen Plungerkolben 20 versehen,
der durch den Eingabestab 16 eingekuppelt wird.
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Ein
Solenoid 21 ist auf dem Boden des zylindrischen Abschnitts
großen
Durchmessers 10 auf konzentrische Weise zum Eingabestab 16 angeordnet.
Das Solenoid 21 wird durch ein annähernd zylindrisches Solenoidbehaltebauteil 22 im
zylindrischen Abschnitt großen
Durchmessers 10 gehalten. Ein allgemein zylindrischer Beschlag 23 ist
axial beweglich innerhalb des Solenoids 21 angeordnet.
Der Beschlag 23 wird durch das Solenoid 21 vorwärts und rückwärts bewegt.
Wenn das Solenoid 21 angeregt wird, erzeugt es eine Magnetkraft,
um den Beschlag 23 vom Ventilelement 24 zu trennen.
In diesem Fall wird der Beschlag 23 an einer Stelle positioniert,
die bezüglich
der Mitte des Solenoids 21 in Richtung auf den Eingabestab 16 zu
verschoben ist.
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Der
Beschlag 23 besteht im wesentlichen aus einem Beschlagkörper großen Durchmessers 23a und
einem Beschlaghilfsbauteil 23b, das an dem Beschlagkörper 23a befestigt
ist. Das Beschlaghilfsbauteil 23b ist ein zylindrisches
Bauteil mit einem Durchmesser, der kleiner als der des Beschlagkörpers 23a ist.
Der Beschlagkörper 23a weist
einen Bodenabschnitt (Eingriffsabschnitt) 23c auf, der
mit einem Loch versehen ist (ohne Bezugszeichen), damit der Plungerkolben 20 hindurchtreten
kann. Ein Stufenabschnitt 20a des Plungerkolbens 20 grenzt
an den Bodenabschnitt 23c an, so daß, wenn der Plungerkolben 20 nach
vorne bewegt wird, der Beschlag 23 zusammen mit dem Plungerkolben 20 nach
vorne bewegt wird.
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Der
distale Endabschnitt des Beschlaghilfsbauteils 23 kann
an den distalen Endabschnitt des Ventilelements 14 angrenzen.
Wenn es an den distalen Endabschnitt des Ventilelements 14 angrenzt, trennt
das Beschlaghilfsbauteil 23b den Durchlaß T2 von
der Atmosphäre
ab. Wenn es sich vom distalen Endabschnitt des Ventilelements 14 trennt,
stellt das Beschlaghilfsbauteil 23b eine Verbindung zwischen dem
Durchlaß T2
und der Atmosphäre
bereit, um die atmosphärische
Luft in die rückwärtige Variabeldruckkammer 8b und
die vordere Variabeldruckkammer 8a einzuführen. Das
Beschlaghilfsbauteil 23b und das Ventilelement 14 bilden
ein Luftventil 24.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
bilden das Ventilelement 14, der Plungerkolben 20 und
der Beschlag 23 einen Ventilmechanismus. Der Beschlag 23 und
das Solenoid 21 bilden eine Steuerventilvorrichtung.
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Ein
Scheibenbeherbergungsbauteil 25 ist in einen Endabschnitt
des Solenoidhaltebauteils 22 eingepaßt (d.h. den in 1 linksseitigen
Endabschnitt). Das Scheibenbeherbergungsbauteil 25 weist
einen zylindrischen Beherbergungsabschnitt 25a und einen
ringförmigen
Flanschabschnitt 25b auf. Der Flanschabschnitt 25b ist
an dem Solenoidhaltebauteil 22 befestigt. Der zylindrische
Abschnitt 25a erstreckt sich in das Solenoid 21.
Eine Rückfeder 25 ist
zwischen dem Scheibenbeherbergungsbauteil 25 und der Vorderschale 2 bereitgestellt,
um das Scheibenbeherbergungsbauteil 25 zusammen mit dem
Ventilkörper 9 rückwärtig zu
drücken
(rückwärtig bei
Betrachtung von 1).
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Eine
Bohrung 25c ist im Scheibenbeherbergungsbauteil 25 ausgebildet,
um den proximalen Endabschnitt eines Ausgabestabs 27 und
eine Reaktionsscheibe (Reaktionsbauteil) 28 aus einem elastischen
Material, beispielsweise einem Gummimaterial) zu beherbergen. Der
distale Endabschnitt des Ausgabestabs 27 erstreckt sich
auf luftdichte Weise durch die Vorderschale 2 und steht
nach vorne hervor. Das hervorstehende Ende des Ausgabestabs 27 ist
mit einem Hauptzylinder (nicht gezeigt) verbunden. Eine Feder 29 ist
zwischen dem zylindrischen Abschnitt 25a und dem Beschlagkörper 23a befestigt,
um diese auseinanderzudrücken.
Ein Beschlagbolzen 31 ist auf der rückwärtigen Schale 3 befestigt. Der
Verstärker
ist durch den Befestigungsbolzen 31 an einer Fahrzeugkarosserie
(nicht gezeigt) befestigt.
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Ein
Reaktionseinstellmechanismus 32 ist zwischen der Reaktionsscheibe 28 und
dem Plungerkolben 20 in der Bohrung 25c des Scheibenbeherbergungsbauteils 25 und
dem Beschlagkörper 23a bereitgestellt.
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Der
Reaktionseinstellmechanismus 32 besteht im wesentlichen
aus einem ringförmigen
Zwischenbauteil 33, das parallel zu Reaktionsscheibe 28 bereitgestellt
ist; einem zylindrischen Reaktionsempfänger 34, dessen eines
Ende geschlossen ist und der mit einem seiner Enden in eine Bohrung
im Zwischenbauteil 33 eingefügt ist; einem hutförmigen Federhalter 35,
der an dem distalen Endabschnitt des Plungerkolbens 20 bereitgestellt
ist; einer Kompressionsfeder 36, die zwischen einem Flansch 34a des Reaktionsempfängers 34 und
dem Federhalter 35 bereitgestellt ist; und einem Einstellstab 37,
der eine vorgegebene Stellast an die Kompressionsfeder 36 anlegt.
In einem in 1 (2) gezeigten
anfänglichen
Zustand ist ein vorbestimmter Spalt zwischen dem Reaktionsempfänger 34 und
der Reaktionsscheibe 28 ausgebildet.
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Im
Reaktionseinstellmechanismus 32 wird die an die Kompressionsfeder 36 angelegte
Setzlast vorab eingestellt, so daß, wenn ein Teil einer Reaktionskraft,
die vom Ausgabestab 27 durch die Reaktionsscheibe 28 und
den Plungerkolben 20 auf den Eingabestab 16 wirkt,
einen vorbestimmten Wert erreicht hat [ein Wert, der dem Punkt C
in 4 entspricht (später beschrieben)], der Teil
der Reaktionskraft, der auf den Eingabestab 16 wirkt, auf
ein Niveau reduziert wird, das kleiner als das vor dem Erreichen
des vorbestimmten Wertes ist (siehe den Ausgabebereich D in 4).
-
Der
Federhalter 35 weist einen zylindrischen Abschnitt (im
folgenden als "zylindrischer
Federhalteabschnitt" bezeichnet) 35a auf,
dessen eines Ende geschlossen ist, und einen Flansch (im folgenden
als "Federhalteflansch" bezeichnet) 35b auf,
der an dem offenen Ende des zylindrischen Federhalteabschnitts 35a ausgebildet
ist. Ein Boden 35c des zylindrischen Federhalteabschnitts 35a ist
mit einer Bohrung versehen (ohne Referenzzeichen), damit ein Schaftabschnitt 37a des
Einstellstabs 37 axial beweglich hindurchtritt. Der distale
Endabschnitt des Plungerkolbens 20 ist in die Öffnung des
zylindrischen Federhalteabschnitts 35a eingepaßt.
-
Der
Schaftabschnitt 37a des Einstellstabs 37 erstreckt
sich durch die Bohrung im Boden 35c des zylindrischen Federhalteabschnitts 35a und
ist in dem Loch des Reaktionsempfängers 34 mittels Preßpassen
befestigt. Der Kopfabschnitt 37b des Einstellstabs 37 ist
im zylindrischen Federhalteabschnitt 35a axial beweglich
und wird durch den Boden 35c des zylindrischen Federhalteabschnitts 35a gestoppt.
Die Stellast, die an die Kompressionsfeder 36 angelegt ist,
ist einstellbar mittels einer Änderung
der Länge, mit
der der Einstellstab 37 in das Loch des Reaktionsempfängers 34 eingesetzt
ist.
-
In
einem zusammengebauten Zustand, bei dem keine Last an die Kompressionsfeder 36 angelegt
wird, die größer als
die Stellast ist, ist die Länge N
vom Kopfabschnitt 37b des Einstellstabs 37 zum distalen
Ende des Plungerkolbens 20 länger als die Länge M vom
Reaktionsempfänger 34 zum
Boden 35c des zylindrischen Federhalteabschnitts 35a (N>M). Demzufolge ist,
wenn die Kompressionsfeder 36 zusammengedrückt wird,
der Kopfabschnitt 37b des Einstellstabs 37 im
zylindrischen Federhalteabschnitt 35a beweglich, bis der
Boden 35c des zylindrischen Federhalteabschnitts 35a in
Kontakt mit dem Reaktionsempfänger 34 kommt.
-
Ein
Rumpfabschnitt 38a eines Hubsensors (Huberfassungsvorrichtung) 38 ist
auf luftdichte Weise in die Vorderschale 2 eingepaßt. Ein
beweglicher Schaft 38b wird durch den Rumpfabschnitt 38a des Hubsensors 38 axial
beweglich gehalten. Das distale Ende des beweglichen Schafts 38b ist
mit dem Kraftkolben 6a verbunden, um die Wegposition des
Kraftkolbens 6a zu erfassen, d.h. die Wegposition des Ventilkörpers 9.
-
Ein
Steuerer (Steuerventilantriebs-Steuervorrichtung) 39, der
außerhalb
des Gehäuses 1 angebracht
ist, ist mit dem Hubsensor 38 und dem Solenoid 21 verbunden.
Eine Verbindungsleitung 40, die das Solenoid und den Steuerer 39 verbindet,
erstreckt sich auf luftdichte Weise durch eine in die Vorderschale 2 eingepaßte Gummitülle 41.
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Wenn
die Hubgeschwindigkeit VB einen Bezugswert Seo übersteigt, schaltet der Steuerer 39 das
Solenoid 21 an, um eine große Ausgabe zu erhalten, wie
später
beschrieben.
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Der
Steuerer 39 führt
eine arithmetische Verarbeitung aus, wie in 3 gezeigt.
Das heißt,
der Steuerer 39 liest ein Hubsignal sB vom Hubsensor 38 (Schritt
S1) und erhält
eine Hubgeschwindigkeit VB im nächstfolgenden
Schritt S2. Als nächstes
beurteilt der Steuerer 39, ob oder ob nicht die Hubgeschwindigkeit
VB größer als
der Bezugswert Seo (Schritt S6A) ist. Falls im Schritt S6A die Antwort
JA ist, schaltet der Steuerer 39 das Solenoid 21 ein,
um das Luftventil 24 (Schritt S7) unabhängig vom Betrieb des Reaktionseinstellmechanismus 32 zu öffnen.
-
Der
Betrieb des Bremssystems, wie oben ausgebildet, wird im folgenden
beschrieben.
-
Wenn
das Bremssystem im Anfangszustand ist, wie in 1 (2)
gezeigt, ist die Konstantdruckkammer 7 und die Variabeldruckkammer 8 auf einem
konstanten Druck (negativer Druck), und das Luftventil 24 und
das Vakuumventil 18 ist geschlossen. Falls der Eingabestab 16 unter
diesen Bedingungen geschoben wird, bewegen sich der Plungerkolben 20,
der Beschlag 23 und der Reaktionseinstellmechanismus 32 in
den jeweiligen Spalten zwischen der Reaktionsscheibe 28,
dem Reaktionseinstellmechanismus 32 und dem Plungerkolben 20, was
bewirkt, daß das
Beschlaghilfsbauteil 23b sich vom Ventilelement 14 entfernt
(d.h. das Luftventil 24 geöffnet wird). Demzufolge fließt die atmosphärische Luft
durch einen Raum 48 zwischen dem zylindrischen Abschnitt
kleinen Durchmessers 11 und dem Beschlag 23 und
weiter durch den Durchlaß T2
in die rückwärtige Variabeldruckkammer 8b (und
die vorderseitige Variabeldruckkammer 8a). Als eine Folge wird
ein differentieller Druck zwischen der rückwärtigen Konstantdruckkammer 7b und
der rückwärtigen Variabeldruckkammer 8b erzeugt,
und es wird auch ein differentieller Druck zwischen der vorderen
Konstantdruckkammer 7a und der vorderen Variabeldruckkammer 8a erzeugt.
Dies bewirkt, daß die
Kraftkolben 6a und 6b sich zusammen mit dem Ventilkörper 9 vorwärtsbewegen.
Demzufolge wird ein Schub am Ausgabestab 27 erzeugt, und
ein Bremsbetrieb wird bewirkt.
-
In
diesem anfänglichen
Zustand des Bremsbetriebs bewegt sich der Reaktionsempfänger 34 des Reaktionseinstellmechanismus 32 im
Spalt zwischen der Reaktionsscheibe 28 und dem Reaktionsempfänger 34,
wodurch erlaubt wird, daß das
Luftventil 24 geöffnet
wird, ohne eine Reaktionskraft von der Reaktionsscheibe 28 zu
empfangen. Daher ist es möglich,
eine ausreichende anfängliche
Bremskraft zu erhalten (siehe die Anfangsgröße, die in 4 im
Ausgabebereich A gezeigt ist).
-
Danach,
wenn sich der Plungerkolben 20 weiter vorwärtsbewegt
und ein Teil der Reaktionsscheibe 28 deformiert wird, um
in Richtung des Reaktionsempfängers 34 zu
schwellen, wird ein Teil der Ausgabereaktionskraft von dem Reaktionsempfänger 34 zur
Kompressionsfeder 36, die unter der Setzlast zusammengedrückt wurde, übertragen,
und auch zum Plungerkolben 20 und zum Eingabestab durch
die deformierte Reaktionsscheibe 28. Demzufolge erhöht sich
die Ausgabe proportional zur Eingabe (siehe Ausgabebereich B in 4).
In diesem Fall ist die Kompressionsfeder 36 nicht über den
Einstellzustand hinaus zusammengedrückt (verkürzt); daher befinden sich der
Reaktionsempfänger 34 und
der Plungerkolben 20 unter den gleichen Bedingungen, da
sie miteinander als ein fester Körper
verbunden sind.
-
Wenn
der Bremspedaldruck die Setzlast des Reaktionseinstellmechanismus 32 (Kompressionsfeder 36)
erreicht, beginnt die Kompressionsfeder 36, sich zusammenzuziehen.
Als eine Folge biegt sich das Liniensegment, das die Eingabe/Ausgabecharakteristik
darstellt, im Punkt C. Demzufolge wird das Verstärkungsverhältnis (d.h. das Verhältnis der
Ausgabe von dem Ausgabestab 27 zur Eingabe des Eingabestabs 16,
was durch den Steigungswinkel des Liniensegments in 4 dargestellt
wird) größer als das
Verstärkungsverhältnis im
Ausgabebereich B (siehe Ausgabebereich D in 4).
-
Es
wird darauf hingewiesen, daß der
Grund, warum das Verstärkungsverhältnis im
Ausgabebereich D größer als
das Verstärkungsverhältnis im Ausgabebereich
B ist, darin liegt, daß,
wenn ein Teil der Reaktionskraft, die auf den Eingabestab 16 vom Ausgabestab 27 durch
die Reaktionsscheibe 28 und den Plungerkolben 20 wirkt,
einen vorbestimmten Wert erreicht hat, der Anteil der Reaktionskraft,
der auf den Eingabestab 16 wirkt, auf ein Niveau reduziert
wird, welches kleiner als das vor erreichen des vorbestimmten Wertes
ist (siehe Ausgabebereich D in 4).
-
Der
Grund, warum "das
Verstärkungsverhältnis erhöht wird", in dem "der Anteil (das Verhältnis) der
Reaktionskraft vermindert wird",
wird unterhalb beschrieben.
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Im
anfänglichen
in 2 gezeigten Zustand sind die Konstantdruckkammern 7a und 7b und
die Variabeldruckkammern 8a und 8b auf einen konstanten
Druck (negativer Druck), und das Luftventil 24 ist geschlossen,
wie oben ausgeführt.
-
Wenn
das Bremspedal in diesem Zustand betätigt wird und somit der Eingabestab 16 bewegt wird,
bewegt sich der Plungerkolben 20, der mit dem Eingabestab 16 verbunden
ist, vorwärts,
wie oben ausgeführt.
Der Beschlag 23 bewegt sich ebenso vorwärts, aufgrund des Vorhandenseins
des Stufenabschnitts 20a, was bewirkt, daß der Endabschnitt des
Beschlaghilfsbauteils 23 sich vom Ventilelement 14 trennt.
Demzufolge wird das Luftventil 24 geöffnet, wobei das Vakuumventil 18 geschlossen
ist. Als eine Folge fließt
atmosphärische
Luft in die Variabeldruckkammern 8a und 8b, was
das Entstehen eines differentiellen Drucks zwischen den Konstantdruckkammern 7a und 7b auf
der einen Seite und den Variabeldruckkammern 8a und 8b auf
der anderen Seite bewirkt. Der differentielle Druck bewirkt, daß die Kraftkolben 6a und 6b sich
vorwärtsbewegen,
was eine Ausgabe erzeugt, die bewirkt, daß der Ausgabestab 27 sich
vorwärts
durch die Reaktionsscheibe 28 bewegt. Zu diesem Zeitpunkt
ist die Reaktionsscheibe 28 durch die daran angelegte Reaktionskraft
von dem Ausgabestab 27 deformiert und kommt in Kontakt
mit dem Reaktionsempfänger 34 des
Reaktionseinstellmechanismus 32, unter Ausfüllung des
Spalts P mit einer vorbestimmten Breite, der zwischen dem Reaktionsempfänger und
der Reaktionsscheibe 28 ausgebildet ist. Somit drückt die
Reaktionsscheibe 28 den Reaktionsempfänger 34. Als eine
Folge wirkt ein Teil der Reaktionskraft vom Ausgabestab 27 durch
den Reaktionseinstellmechanismus 32 und den Plungerkolben 20 auf
den Eingabestab 16, was ein normales Gefühl eines
Widerstands bei einem Herabdrücken
des Bremspedals bewirkt (siehe die Anfangsgröße, die im Ausgabebereich A
in 4 gezeigt ist).
-
Während des
Zeitabschnitts zwischen diesem Punkt und dem Moment, zu dem der
Bremspedaldruck einen vorbestimmten Wert erreicht, ist der Teil
der Reaktionskraft, der durch die Reaktionsscheibe 28 zum
Reaktionseinstellmechanismus 32 übertragen wird, kleiner als
die voreingestellte Setzlast der Kompressionsfeder 36.
Daher ist die Kompressionsfeder 36 nicht komprimiert (verkürzt). Demzufolge
wird die Reaktionskraft zum Plungerkolben übertragen, wie in einem Fall
einer Übertragung durch
einen steifen Körper.
Somit ist es möglich,
eine Servokraft entsprechend zu der Bremsbedienkraft mit einem vorbestimmten
Verstärkungsverhältnis zu erzeugen
(siehe Ausgabebereich B in 4).
-
Wenn
der Bremspedaldruck den vorbestimmten Wert überschreitet, ist der Teil
der Reaktionskraft, der durch die Reaktionsscheibe 28 zum
Reaktionseinstellmechanismus 32 übertragen wird, größer als
die vorbestimmte Setzkraft der Kompressionsfeder 36. Daher
wird die Kompressionsfeder 36 in Übereinstimmung mit der Größe des Teils
der Reaktionskraft, der zum Reaktionseinstellmechanismus 32 übertragen
wird, komprimiert, und der Reaktionsempfänger 34 bewegt sich
relativ auf den Plungerkolben 20 zu, d.h. den Federhalter 35.
Als eine Folge bewegt sich der Reaktionsempfänger 34 des Reaktionseinstellmechanis 32 von
der Reaktionsscheibe 28 um einen Strecke weg, die dem Ausmaß einer
Kompression der Kompressionsfeder 36 entspricht, mit Bezug
auf die gegebene Position der verschobenen Kraftkolben 6a und 6b.
Demzufolge vergrößert sich der
zwischen dem Reaktionsempfänger 34 und
der Reaktionsscheibe 28 gebildete Spalt P in einem Ausmaß, das der
Kompression der Kompressionsfeder 36 entspricht, was eine
Erhöhung
der in 4 gezeigten Anfangsgröße (Ausgabebereich A) zur Folge hat.
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Somit
ist, wenn der Bremspedaldruck größer als
der vorbestimmte Wert ist, der Teil der Reaktionskraft, der durch
den Reaktionseinstellmechanismus 32 durch die Reaktionsscheibe 28 übertragen
wird, größer als
die vorbestimmte Setzlast der Kompressionsfeder 36. Demzufolge
wird die Kompressionsfeder 36 in Übereinstimmung mit der Größe des Teils der übertragenen
Reaktionskraft komprimiert, und die Anfangsgröße erhöht sich um einen Wert, der
der Kompression der Kompressionsfeder 36 entspricht. Daher
wird das Verstärkungsverhältnis offensichtlich größer als
in dem Fall, in dem der Bremspedaldruck den vorbestimmten Wert nicht übersteigt
(siehe Ausgabebereich D in 4).
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Somit
erhält
der Reaktionseinstellmechanismus 32 in diesem Ausführungsbeispiel
zwei Verhältnischarakteristiken,
wie in den Ausgabebereichen B und D in 4 gezeigt.
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Wenn
das Bremspedal weiter herabgedrückt wird,
wird die Kompressionsfeder 36 weiter komprimiert, und irgendwann
kommt der Federhalter 35 in Kontakt mit dem Reaktionsempfänger 34 (d.h.
die Länge
M=0). Zu dieser Zeit (d.h. wenn der Punkt E in 4 erreicht
ist) wirkt die Federkraft der Kompressionsfeder 36 nicht
länger
auf die Übertragung
der Kraft zwischen dem Eingabestab und dem Ausgabestab 27.
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Demzufolge
biegt sich das Liniensegment, das die Eingabe/Ausgabecharakteristiken
darstellt, im Punkt E, und das Verstärkungsverhältnis wird ungefähr gleich
zu dem im Ausgabebereich B (siehe Ausgabebereich F in 4).
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In Übereinstimmung
mit diesem Ausführungsbeispiel
hat das Bremssystem den Reaktionseinstellmechanismus 32 und
kann die Eingabe/Ausgabecharakteristiken (2-Verhältnis-Charakteristiken) in den Ausgabebereichen
B und D, in 4 gezeigt und oben erwähnt, aufweisen.
Im Gegensatz dazu kann ein bekanntes Bremssystem eines Typs, der nicht
den Reaktionseinstellmechanismus 32 aufweist, solche 2-Verhältnis-Charakteristiken
nicht erzielen. Die Eingabe/Ausgabecharakterstiken des bekannten
Bremssystems sind wie die in 8 gezeigten.
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Wie
oben erwähnt,
erhöht
sich die Erhöhungsrate
in der Ausgabe, wenn die Eingabe einen vorbestimmten Punkt (C) überschreitet.
Daher kann eine erhöhte
Bremskraft sogar dann erhalten werden, wenn das Erhöhen des
Bremspedaldrucks klein ist. Demzufolge, sogar in einem Fall eines
Notfalls mittleren Niveaus, kann eine erhöhte Bremskraft schnell und
mit einem relativ kleinen Bremspedaldruck im Vergleich zum bekannten
System ohne Reaktionseinstellmechanismus 32 erzeugt werden.
Somit ist es möglich,
eine Sicherheitsverbesserung zu erzielen.
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Der
Steuerer 39 überwacht
ein Ausgabesignal sB von dem Hubsensor 38 und erhält eine
Hubgeschwindigkeit VB durch Durchführen einer differentiellen
Berechnung für
das Hubsignal sB in Intervallen mit einer vorbestimmten Zeit. Wenn
das Hubsignal VB einen Bezugswert Seo des Hubgeschwindigkeitsschwellwertes überschreitet,
schaltet der Steuerer 39 das Solenoid 21 ein (versorgt
es mit Energie), um den Beschlag 23 anzuziehen. Demzufolge wird
das Luftventil 24 unabhängig
von der Position des Plungerkolbens 20 geöffnet. Demzufolge
wird die atmosphärische
Luft in die Variabeldruckkammer 8 eingeführt, um
einen Druckunterschied zwischen dem Vakuum in der Konstantdruckkammer 7 und dem
Druck (atmosphärischen
Druck) in der Variabeldruckkammer 8 zu erzeugen. Somit
werden die Kraftkolben 6a und 6b zusammen mit
dem Ausgabestab 27 durch einen Schub in Entsprechung zur
Druckdifferenz vorwärtsbewegt,
wodurch ein Bremsbetrieb mit voller Kraft durchgeführt wird,
was in einem Fall eines extrem hohen Notfallniveaus anwendbar ist.
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Wie
oben ausgeführt,
trägt der
Reaktionseinstellmechanismus 32 bei einer Sicherheitsverbesserung
in einer Situation mit mittleren Notfallgrad bei. Daher kann das
erzwungene Bremsen mit voller Kraft, durch das Solenoid 21 ausgeführt, restriktiv
für den
Fall eines hohen Notfallniveaus verwendet werden. Das heißt, mit
der erforderlichen Sicherheit sichergestellt, kann der Referenzwert
Seo des Hubgeschwindigkeitsschwellwertes hoch eingestellt werden,
um ein unnötiges
Bremsen zu verhindern. Daher wird es unnötig, strikt einen Kompromiß beim Einstellen
eines Schwellwertes zu verfolgen, was im oben beschriebenen Stand
der Technik notwendig war. Demzufolge ist es möglich, das Schwellwertberichtigungsverarbeiten
zu vermeiden, wie es in den Schritten S3, S4 und S5 (siehe 7)
im Stand der Technik ausgeführt
wurde. Daher kann die Ausführung des
Steuerers 39 entsprechend vereinfacht werden, und die Steuerung
kann beschleunigt werden.
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Als
nächstes
wird ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit Bezug auf 5 beschrieben.
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Der
Steuerer 39 im zweiten Ausführungsbeispiel führt einen
Steuerbetrieb aus, bei dem Schritte S1, S2 und S7 wie im Fall von 3 ausgeführt werden,
und ein Schritt S6B ist anstatt des Schrittes S6A in 3 vorgesehen.
Zusätzlich
sind Schritte S3B und S5B zwischen den Schritten S2 und S6B vorgesehen.
Im Schritt S3B wird der Bezugswert Seo des Hubgeschwindigkeitsschwellwertes
mit einem Hubkoeffizienten F2(sB) multipliziert, um einen Hubgeschwindigkeitsschwellwert
Se zu berechnen.
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Im
Schritt S5B wird eine Überwachungsverarbeitung
einer Fahrerbediengewohnheit durchgeführt, und ein Bediengewohnheitskoeffizient
wird berechnet, wie im Fall von 7.
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Im
Schritt S6B werden der Hubgeschwindigkeitsschwellwert Se und der
Bediengewohnheitskoeffizient miteinander multipliziert, um einen
korrigierten Schwellwert zu erhalten. Dann wird eine Entscheidung
darüber
gefällt,
ob oder ob nicht die Hubgeschwindigkeit VB größer als der korrigierte Schwellwert
ist (der durch den Bediengewohnheitskoeffizienten korrigierte Schwellwert).
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Das
zweite Ausführungsbeispiel
benötigt
keine wie im Schritt S4 im Stand der Technik ausgeführte Schwellwertberichtigungsverarbeitung
und benötigt
auch keine Berechnung unter Verwendung des Fahrzeuggeschwindigkeitskoeffizienten
F1(V) im Schritt S3. Daher kann der Aufbau des Steuerers 39 entsprechend
vereinfacht werden, und die Steuerung kann beschleunigt werden.
Eine Bremsüberwachungsverarbeitung,
die im Stand der Technik im Schritt S4 durchgeführt wird, benötigt allgemein Fahrzeugverzögerungsinformation.
Daher wird es unnötig,
eine Signaleingabeschaltung für
eine Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnung bereitzustellen, und unnötig, eine
Fahrzeuggeschwindigkeitsverarbeitung durchzuführen, da keine Notwendigkeit
einer Fahrzeugverzögerungsinformation
und -Berechnung unter Verwendung des Fahrzeuggeschwindigkeitskoeffizienten
F1(V) notwendig ist. Demzufolge kann das System vereinfacht werden.
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Obwohl
die vorhergehenden Ausführungsbeispiele
den Reaktionseinstellmechanismus 32 mit einem Federbauteil
(Kompressionsfeder 36) verwenden, kann ein anderer Typ
von Reaktionseinstellmechanismus an dessen Stelle bereitgestellt
werden, bei dem eine Vertiefung (Bohrung mittleren Durchmessers 50b)
im Ventilkörper 9 ausgebildet
ist, und der effektive Druckempfangsbereich des Plungerkolbens 20 in Übereinstimmung
mit der Größe der Ausgabereaktionskraft
durch die Vertiefung (Bohrung mittleren Durchmessers 50b)
verändert
wird.
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6 zeigt
ein Beispiel der oben beschriebenen Anordnung (d.h. ein drittes
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung).
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In 6 werden
Bauteile, die mit dem ersten in 1 gezeigten
Ausführungsbeispiel
und dem dritten Ausführungsbeispiel
gemeinsam sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und
eine Beschreibung davon wird geeignet ausgelassen. Es wird darauf
hingewiesen, daß das
Bremssystem nach dem dritten Ausführungsbeispiel ein Paar von Konstant-
und Variabeldruckkammern 7 und 8 aufweist, die
sich vom oben beschriebenen Tandemtyp (mit zwei Paaren von Konstant-
und Variabeldruckkammern 7 und 8) unterscheiden.
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Unter
Bezugnahme auf 6 weist der Ventilkörper 9 einen
dickwandigen zylindrischen Abschnitt großen Durchmessers 10 auf.
Der zylindrische Abschnitt großen
Durchmessers 10 weist eine hindurchreichende Bohrung 50 auf,
die im wesentlichen aus drei Bohrungen besteht, die schrittweise unterschiedlichen
inneren Durchmesser aufweisen, d.h. eine Bohrung großen Durchmessers 50a,
eine Bohrung mittleren Durchmessers 50b und eine Bohrung
kleinen Durchmessers 50c. Der proximale Endabschnitt des
Ausgabestabs 27 und der Reaktionsscheibe 28 sind
in der Bohrung großen
Durchmessers 50a untergebracht.
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Der
Plungerkolben 20 weist einen allgemein säulenförmigen Schaftendabschnitt 20a am
distalen Ende auf. Der Schaftendabschnitt 20a erstreckt
sich durch die Bohrung kleinen Durchmessers 50c, um in die
Bohrung mittleren Durchmessers (Vertiefung) 50b hineinzuragen.
Unter normalen Bedingungen ist ein Spalt (Anfangsabstand) P zwischen
dem distalen Ende des Schaftendabschnitts 20a und der Reaktionsscheibe 28 ausgebildet.
Der Teilbereich der Reaktionsscheibe 28 ist auf R eingestellt.
Der Bereich der Bohrung mittleren Durchmessers (Vertiefung) 50b ist
auf B1 eingestellt, und der Teilbereich
des Schaftendabschnitts 20a ist auf B2(B1>B2) eingestellt.
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Der
zylindrische Abschnitt großen
Durchmessers 10 weist eine ringförmige Rille 51 auf,
die in einem Abschnitt ausgebildet ist, der näher am Eingabestab 16 gelegen
ist. Die ringförmige
Rille 51 öffnet sich
in Richtung des Eingabestabes 16. Der Beschlag 23 ist
in die ringförmige
Rille 51 auf solche Weise eingesetzt, daß er vorwärts- und
rückwärtsbewegt
werden kann. Der zylindrische Abschnitt großen Durchmessers 10 weist
ein Solenoid 21 auf, das darin eingeschlossen ist, um den
Beschlag 23 anzutreiben.
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Im
in 6 gezeigten System wird in einem Anfangsbremszustand
der Eingabestab 16 gedrückt, und
der Plungerkolben 20 bewegt sich eine Strecke, die dem
Spalt P entspricht, der zwischen dem distalen Ende des Schaftendabschnitts 20a und
der Reaktionsscheibe 28 gebildet ist. Demzufolge wird das Luftventil 24 geöffnet, ohne
eine Reaktionskraft von der Reaktionsscheibe 28 zu erhalten.
Daher ist es möglich,
eine ausreichende Anfangsbremskraft zu erhalten (siehe im Ausgabebereich
A in 4 gezeigte Anfangsgröße).
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Wenn
sich danach der Plungerkolben 20 weiter vorwärtsbewegt
und die Reaktionsscheibe 28 drückt, schwillt ein Teil der
Reaktionsscheibe 28 in Richtung auf die Bohrung mittleren
Durchmessers 50b zu. Zu diesem Zeitpunkt ist die Ausgabereaktionskraft,
die an den Plungerkolben angelegt wird, ungefähr gleich dem, was übrig ist,
wenn eine durch den Ventilkörper 9 empfangene
Reaktionskraft von der Reaktionskraft von der Reaktionsscheibe 28 abgezogen
wird. Das heißt,
die an den Plungerkolben angelegte Ausgabereaktionskraft weist einen
Wert auf, der dem Bereich B1 entspricht.
Das Verstärkungsverhältnis ist
R/B1 (siehe Ausgabebereich B in 4).
-
Wenn
die Reaktionsscheibe weiter in solch einem Ausmaß anschwillt, daß der angeschwollene Teil
der Reaktionsscheibe 28 den Stufenabschnitt zwischen der
Bohrung mittleren Durchmessers 50b und der Bohrung kleinen
Durchmessers 50c erreicht, wird der Stufenabschnitt auch
der Ausgabereaktionskraft unterworfen. Zu diesem Zeitpunkt ist die
an den Plungerkolben 20 angelegte Ausgabereaktionskraft das,
was übrig
ist, wenn eine durch den Ventilkörper 9 empfangene
Reaktionskraft von der Reaktionskraft von der Reaktionsscheibe 28 abgezogen
wird. Das heißt,
die an den Plungerkolben angelegte Ausgabereaktionskraft weist einen
Wert auf, der dem Bereich B2 entspricht.
Das Verstärkungsverhältnis ist
R/B2 (>R/B1) (siehe Ausgabebereich D in 4).
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In
diesem Ausführungsbeispiel
ist eine Vertiefung (Bohrung mittleren Durchmessers 50b im Ventilkörper 9 ausgebildet,
so daß der
effektive Druckempfangsbereich des Plungerkolbens 20 gemäß der Größe der Ausgabereaktionskraft
durch die Vertiefung (Bohrung mittleren Durchmessers 50b) verändert wird,
wie oben ausgeführt,
so daß ein 2-Verhältnis-charakteristik erhalten
wird, so wie die in 4 gezeigte.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
kann das Verstärkungsverhältnis in Übereinstimmung
mit der Größe des Bereichs
der Bohrung mittleren Durchmessers (Vertiefung) 50b verändert werden.
Demzufolge ist es möglich,
die Einstellung einer Bremskraft im Fall eines Notfalls mittleren
Niveaus relativ einfach zu ändern.
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Obwohl
das oben beschriebene Ausführungsbeispiel
der Steuerventilvorrichtung (Beschlag 23 und Solenoid 21)
im Ventilkörper 9 angeordnet
ist, wird darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung
nicht notwendigerweise darauf beschränkt ist, und daß die Steuerventilvorrichtung
außerhalb des Gehäuses 1 angeordnet
sein kann, und mit der Variabeldruckkammer (vordere und hintere
Variabeldruckkammern 8a und 8b) kommunizieren
kann, um die Arbeitsflüssigkeit
der Variabeldruckkammer zuzuführen.
-
Gemäß der Erfindung
kann eine 2-Verhältnis-Charakteristik
erhalten werden, indem die Ausgabe durch den Reaktionseinstellmechanismus
eingestellt wird, und die Steuerventilvorrichtung liefert die Arbeitsflüssigkeit
zur Variabeldruckkammer auf Grundlage eines Ansteuersignals von
der Steuerventilantriebssteuervorrichtung. Daher kann ein hohes Verstärkungsverhältnis unabhängig vom
Betrieb des Reaktionseinstellmechanismus erhalten werden. Demzufolge
trägt der
Reaktionseinstellmechanismus einer Sicherheitsverbesserung in einer
Notfallsituation mittleren Niveaus bei. Auf der anderen Seite kann das
durch die Steuerventilantriebssteuervorrichtung erzwungene Bremsen
mit voller Kraft restriktiv in dem Fall eines hohen Notfallniveaus
verwendet werden. Es wird daher unnötig, strikt einen Kompromiß beim Einstellen
eines Schwellwertes anzustreben, wie dies im Stand der Technik notwendig
war. Demzufolge ist es möglich,
eine Schwellwertberichtigungsverarbeitung zu vermeiden, die vorher
notwendig war, um ein Bremsen mit hoher Genauigkeit durchzuführen. Somit
kann die Anordnung des Steuersystems vereinfacht werden, und die
Steuerung kann beschleunigt werden.
-
In Übereinstimmung
mit einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung schließt
der Reaktionseinstellmechanismus einen Reaktionsempfänger ein,
der zwischen einem Reaktionsbauteil und einem Plungerkolben angeordnet
ist, so daß er
relativ zum Plungerkolben beweglich ist und an das Reaktionsbauteil angrenzen
kann. Ein Federbauteil ist zwischen dem Reaktionsempfänger und
dem Plungerkolben bereitgestellt. Ein Einstellbauteil ist zwischen
dem Reaktionsempfänger
und dem Plungerkolben angeordnet, um den anfänglichen Abstand zwischen dem
Reaktionsempfänger
und dem Plungerkolben und die Setzlast des Federbauteils, die an
den Reaktionsempfänger
angelegt wird, einzustellen. Da die Setzlast des Federbauteils durch
das Einstellbauteil eingestellt wird, ist es möglich, den Punkt einzustellen,
an dem das Verstärkungsverhältnis beginnt,
sich zu ändern.
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In Übereinstimmung
mit einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann der effektive Druckempfangsbereich des Plungerkolbens
in Übereinstimmung
mit der Größe der Ausgabereaktionskraft
durch eine Vertiefung verändert
werden. Da das Verstärkungsverhältnis in Übereinstimmung
mit der Größe der Vertiefung
geändert
werden kann, ist es möglich,
die Einstellung einer Bremskraft im Fall eines Notfalls mittleren
Niveaus relativ einfach zu ändern.