DE10164355B4

DE10164355B4 - Hydraulikbremssystem und -Verfahren

Info

Publication number: DE10164355B4
Application number: DE10164355A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Isono; Takayuki Yamamoto; Yasuji Mizutani
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2021-12-29
Also published as: DE10164355A1; US20020084691A1; US6953229B2

Abstract

Hydraulikbremssystem, das umfaßt:
eine Niedrigdruckarbeitsfluidquelle (54), die ein Arbeitsfluid bei Atmosphärendruck speichert;
einen Hauptzylinder (10) mit einem Gehäuse (28) und einem Druckkolben (30), der fluiddicht und bewegbar in dem Gehäuse (28) aufgenommen ist, mit dem Gehäuse (28) zusammen erste und zweite vordere Druckkammern (36, 38) bildet und mit einem Bremsbetätigungsglied (34) wirkverbunden ist, wobei der Druckkolben (30) durch das Bremsbetätigungsglied (34) bewegt wird, um das Arbeitsfluid in den vorderen Druckkammern (36, 38) mit Druck zu beaufschlagen; und
eine Flusskontrollvorrichtung (75), die ein Fließen des Arbeitsfluids von den vorderen Druckkammern (36, 38) zur Niedrigdruckarbeitsfluidquelle (54) in einem Zustand gestattet, in dem der Druckkolben (30) in einer hintersten Position ist, und die das Fließen in einem anderen Zustand verhindert;
wobei das System weiter umfaßt:
eine Flußsperrvorrichtung (148, 150), die zwischen dem Hauptzylinder (10) und der Niedrigdruckarbeitsfluidquelle (54) angeordnet ist und das Fließen des Arbeitsfluids von den vorderen...

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hydraulikbremssystem und -verfahren.
2. Stand der Technik
Ein Beispiel eines firmenintern bekannten Bremssystems des oben bezeichneten Typs umfaßt (a) einen Bremszylinder, der durch ein mit Druck beaufschlagtes bzw. unter Druck gesetztes Fluid betätigt wird, das er von einem Fluiddruckzylinder erhält, (b) ein Zylindergehäuse, (c) einen Druckkolben mit einem Bereich mit großem Radius und einem Bereich mit kleinem Radius, der fluiddicht und bewegbar im Zylindergehäuse aufgenommen ist und zusammen mit dem Zylindergehäuse eine vordere Druckkammer und eine hintere Druckkammer bildet, (d) eine Flußsperrvorrichtung, die zwischen der vorderen Druckkammer und der hinteren Druckkammer angeordnet ist und einen Fluß des Fluids von der vorderen Druckkammer zur hinteren Druckkammer verhindert, falls ein Fluiddruck in der vorderen Druckkammer niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, und den Fluß des Fluids von der vorderen Druckkammer zu der hinteren Druckkammer zuläßt, falls der Fluiddruck in der vorderen Druckkammer höher als der vorbestimmte Wert ist, und (e) ein magnetisch betätigtes Absperrventil, das in Serie mit der Flußsperrvorrichtung angeordnet ist und einen Modus zwischen einem Modus, in dem die Flußsperrvorrichtung abgeschaltet ist, und einem Modus, in dem die Flußsperrvorrichtung freigeschaltet ist, wählt.
Bei diesem firmenintern bekannten Bremssystem kann, falls die Flußsperrvorrichtung in dem freigeschalteten Modus ist, das Fluid nicht von der vorderen Druckkammer zu der hinteren Druckkammer fließen, während der Fluiddruck in der vorderen Druckkammer niedriger als der vorbestimmte Wert ist. Falls der Fluiddruck in der vorderen Druckkammer höher als der vorbestimmte Wert wird, wird das Fließen des Fluids von der vorderen Druck kammer zu der hinteren Druckkammer gestattet. Aus diesem Grund kann, falls der Fluiddruck in der vorderen Druckkammer niedriger als der vorbestimmte Wert ist, eine Vorbefüllung rasch durchgeführt werden, da mehr Arbeitsfluid zu dem Bremszylinder geliefert wird, als wenn der Druck bei der selben Betätigungs- bzw. Hubrate des Druckkolbens höher ist. Auch im gesperrten Modus wird das Fluid in der vorderen Druckkammer zum Bremszylinder geliefert, ohne zur hinteren Druckkammer geliefert zu werden.
Ein weiteres Beispiel eines firmenintern bekannten Bremssystems des oben bezeichneten Typs umfaßt (a) einen Hauptzylinder, der ein Fluid entsprechend einer Betätigung eines Bremspedals mit Druck beaufschlagt, (b) einen Bremszylinder, der durch das von dem Hauptzylinder erhaltene mit Druck beaufschlagte Fluid aktuiert wird, (c) ein Hauptabsperrventil, das zwischen dem Hauptzylinder und dem Bremszylinder angeordnet ist zum wahlweisen Gestatten bzw. Verhindern eines Fließens des Fluids zwischen dem Hauptzylinder und dem Bremszylinder, und (d) eine Bremsdruckkontrollvorrichtung, die zwischen dem Hauptabsperrventil und dem Bremszylinder angeordnet ist, zur Regelung des Fluiddrucks im Bremszylinder basierend auf der Betätigung des Bremspedals.
Bei diesen firmenintern bekannten Bremssystemen wird, falls das Bremssystem in einem normalen Zustand ist, der Fluiddruck im Bremszylinder durch die Bremsdruckkontrollvorrichtung geregelt, wobei das Hauptabsperrventil abgeschaltet gelassen wird. Falls andererseits das Bremssystem in einem ungewöhnlichen Zustand ist, wird das Hauptabsperrventil geöffnet und der Fluiddruck im Hauptzylinder wird auf den Bremszylinder aufgebracht, um die Bremse zu betätigen.
Die DE 37 28 298 A1 , die als nächstkommender Stand der Technik angesehen wird, zeigt eine Bremsdruckregelvorrichtung mit einer Pumpe, die einerseits die Radzylinder mit Druck versorgt und andererseits die Druckkammern des Hauptzylinders unter Druck setzt. Der dadurch erzeugte Druck im Füllstufenraum wird über eine Bypassleitung abgebaut. Ein Fließen eines Arbeitsfluids von einer vorderen Druckkammer zum Reservoir wird unabhängig vom Fluiddruck in der Druckkammer selbst für die hinterste Position des Druckkolbens zugelassen.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hydraulikbremssystem zur Verfügung zu stellen, das einen Hydraulikdruck in einem Bremszylinder mittels einer Druckkontrollvorrichtung regelt, selbst wenn der Hauptzylinderdruck relativ zu einer Betätigung eines Bremsbetätigungsglieds ungewöhnlich ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 16 gelöst.
Die im System nach Anspruch 1 enthaltene Flußkontrollvorrichtung kann den Fluß zwischen der Arbeitsfluidquelle und dem Fluiddruckzylinder regeln. Sie ermöglicht eine genauere bzw. feinere Bremskontrolle. Falls beispielsweise ein Hydraulikbremssystem eine Flußkontrollvorrichtung in Form einer Erst- bzw. Vorbefüllungswahlvorrichtung wie in den nachstehenden Ausgestaltungen beschrieben enthält, kann eine Vorbefüllung rasch durchgeführt werden und die Vorbefüllungsvorrichtung kann freigeschaltet und abgeschaltet sein. Auf der anderen Seite kann, falls ein Hydraulikbremssystem eine Flußkontrollvorrichtung in Form einer Flußsperrvorrichtung wie in Anspruch 1 beschrieben umfaßt, das Hydraulikbremssystem einen Fluiddruck in einem Bremszylinder durch eine Bremsdruckkontrollvorrichtung regeln, selbst wenn eine Betätigung eines Bremsbetätigungsglieds unnormal ist.
In einem Bremssystem nach Anspruch 3 der vorliegenden Erfindung kann das Arbeitsfluid zum Bremszylinder von der ersten Druckkammer und der zweiten Druckkammer geliefert werden, die vor dem Druckkolben angeordnet sind. Im freigeschalteten Modus der Vorbefüllungsvorrichtung kann, falls der Fluiddruck in der ersten Druckkammer niedriger als der vorbestimmte Wert ist, das Arbeitsfluid zum Bremszylinder von der ersten Druckkammer und der zweiten Druckkammer geliefert werden. Falls der Fluiddruck in der ersten Druckkammer höher als der vorbestimmte Wert wird, kann das Fluid lediglich von der zweiten Druckkammer geliefert werden. Aus diesem Grund kann, falls der Fluiddruck in der vorderen Druckkammer niedriger als der vorbestimmte Wert ist, eine Vorbefüllung rasch ausgeführt werden, da mehr Arbeitsfluid zum Bremszylinder geliefert wird, als wenn der Druck bei gleicher Betätigungs- bzw. Hubrate des Druckkolbens höher ist.
Auf der anderen Seite wird im abgeschalteten Modus der Vorbefüllungsvorrichtung, unabhängig davon, wie hoch der Fluiddruck in der ersten Druckkammer ist, das Arbeitsfluid zum Bremszylinder nur von der zweiten Druckkammer oder von der ersten Druckkammer und der zweiten Druckkammer geliefert.
Somit kann der Modus der Vorbefüllungsvorrichtung zwischen dem "freigeschalteten" und dem "abgeschalteten" Modus durch die Vorbefüllungswahlvorrichtung gewählt werden. Durch diese Vorbefüllungswahlvorrichtung kann beispielsweise eine Beziehung zwischen einer Betätigung des Bremsbetätigungsglieds durch einen Operator und einer Änderung des Fluiddrucks in dem Bremszylinder eingestellt bzw. verändert werden.
Als der vorbestimmte Wert kann beispielsweise ein Fluiddruck gewählt werden, der auftritt, wenn die Vorbefüllung nahezu abgeschlossen ist oder ein ein wenig größerer Wert als dieser Druck.
Der Fluiddruckzylinder kann ein Hauptzylinder sein, der einen Druckkolben umfaßt, der wirkend mit dem Bremsbetätigungsglied verbunden ist, wobei der Druckkolben durch das Bremsbetätigungsglied bewegt wird, um ein Fluid in einer vorderen Druckkammer mit Druck zu beaufschlagen. Er muß jedoch nicht notwendigerweise ein Hauptzylinder sein und kann auch irgendein anderer Fluiddruckzylinder sein, solange er ein mit Druck beaufschlagtes Arbeitsfluid an den Bremszylinder liefert.
Die Arbeitsfluidquelle kann beispielsweise ein Reservoir sein, das ein Arbeitsfluid ungefähr bei Atmosphärendruck speichert. Sie kann jedoch irgendeine andere Vorrichtung sein, die das Arbeitsfluid bei irgendeinem anderen als Atmosphärendruck speichert, oder irgendeine Vorrichtung, die das Fluid basierend auf einer Betätigung des Bremsbetätigungsglieds mit Druck beaufschlagt, d. h., ein Hauptzylinder.
Im abgeschalteten Modus der Vorbefüllungsvorrichtung wird nach Anspruch 4 das Arbeitsfluid in der ersten Druckkammer zur Arbeitsfluidquelle entleert. Somit wird das Arbeitsfluid zum Bremszylinder von der zweiten Druckkam mer und nicht von der ersten Druckkammer geliefert. Daher kann in diesem Modus, falls eine Betätigungskraftrate des Bremsbetätigungsglieds, die auf den Druckkolben ausgeübt wird, konstant gehalten wird, eine Anstiegsrate des Fluiddrucks im Bremszylinder größer sein, als in dem Modus, in dem ein Arbeitsfluid zum Bremszylinder vom ersten Druckzylinder und dem zweiten Druckzylinder geliefert wird.
Im hydraulischen Bremssystem nach Anspruch 5 ist das Absperrventil parallel zur Vorbefüllungsvorrichtung angeordnet. Im geöffneten Zustand des Absperrventils wird das Arbeitsfluid in der ersten Druckkammer zur Arbeitsfluidquelle im wesentlichen durch das Absperrventil gefördert, danach wird die Vorbefüllungsvorrichtung abgeschaltet. Im geschlossenen Zustand des Absperrventils wird das Arbeitsfluid in der ersten Druckkammer zur Arbeitsfluidquelle durch die Vorbefüllungsvorrichtung gefördert, anschließend wird die Vorbefüllungsvorrichtung freigeschaltet.
In einem Hydraulikbremssystem nach Anspruch 3 verhindert im abgeschalteten Modus der Vorbefüllungsvorrichtung die Vorbefüllungswahlvorrichtung einen Fluß des Arbeitsfluids in und aus der Arbeitsfluidquelle, selbst wenn der Fluiddruck in der ersten Druckkammer höher als der vorbestimmte Wert ist.
Im abgeschalteten Modus der Vorbefüllungsvorrichtung wird verhindert, daß das Arbeitsfluid in der ersten Druckkammer zur Arbeitsfluidquelle abfließt. Somit wird das Arbeitsfluid in der ersten Druckkammer zum Bremszylinder geliefert, d. h. der Bremszylinder wird mit dem Arbeitsfluid von der ersten und zweiten Druckkammer beliefert. Daher kann in diesem Modus, falls eine Anstiegsrate des Fluiddrucks im Bremszylinder konstant gehalten wird, eine Betätigungs- bzw. Hubrate des Druckkolbens kleiner sein als in dem Modus, in dem das Arbeitsfluid zum Bremszylinder nur von der zweiten Druckkammer geliefert wird.
In einem Hydraulikbremssystem nach obiger Ausführung kann die Vorbefüllungswahlvorrichtung ein Absperrventil umfassen, das in Serie mit der Vorbefüllungsvorrichtung angeordnet ist und den freigeschalteten Modus der Vorbefüllungsvorrichtung durch Öffnen des Absperrventils bewirkt und den abgeschalteten Modus der Vorbefüllungsvorrichtung durch Abschalten bzw. Sperren des Absperrventils bewirkt.
Im Hydraulikbremssystem nach dieser Ausführung ist das Absperrventil in Serie mit der Vorbefüllungsvorrichtung angeordnet. Die Vorbefüllungsvorrichtung ist im offenen Zustand des Absperrventils freigeschaltet und im geschlossenen Zustand abgeschaltet.
Falls die Vorbefüllungsvorrichtung ein Überdruckventil umfaßt, können die Kosten der Vorbefüllungsvorrichtung reduziert werden und eine Betätigung der Vorbefüllungsvorrichtung ist einfach zu stabilisieren.
Darüberhinaus kann die Vorbefüllungsvorrichtung auch ein magnetisch betätigtes Druckkontrollventil umfassen. In diesem Fall wird durch Regeln eines an das magnetisch betätigte Druckkontrollventil angelegten elektrischen Stroms das Ventil geschlossen gehalten, während der Fluiddruck in der ersten Druckkammer niedriger als der vorbestimmte Wert ist. Falls er höher wird als dieser Wert, wird das Ventil geöffnet. Das magnetisch betätigte Druckkontrollventil kann ein magnetisch betätigtes Absperrventil sein, das wahlweise durch Ein- bzw. Ausschalten des elektrischen Stroms geöffnet bzw. geschlossen wird, oder es kann ein lineares Ventil sein, das basierend auf dem elektrischen Strom bei einem Druck geöffnet wird.
Im Hydraulikbremssystem nach Anspruch 6 wird ein Bremssystemmodus durch die Bremssystemstatuswahlvorrichtung zwischen einem Hauptdruckarbeitsmodus, bei dem die Bremse durch das vom Hauptzylinder zum Bremszylinder gelieferte Arbeitsfluid betätigt wird, und einem Kontrolldruckarbeitsmodus gewählt, in dem die Bremse durch den Fluiddruck im Bremszylinder betätigt wird, der durch die Bremsdruckkontrollvorrichtung kontrolliert wird.
Die Bremssystemmoduswahlvorrichtung kann beispielsweise ein Hauptabsperrventil umfassen, das zwischen dem Bremszylinder und dem Hauptzylinder angeordnet ist. Falls das Hauptabsperrventil geöffnet ist, wird das Arbeitsfluid im Hauptzylinder zum Bremszylinder geliefert, und falls das Hauptabsperrventil geschlossen ist, wird die Bremse durch den Fluiddruck im Bremszylinder betätigt, der durch die Bremsdruckkontrollvorrichtung geregelt wird, ohne daß das Arbeitsfluid vom Hauptzylinder geliefert wird.
Im allgemeinen umfaßt eine Bremsdruckkontrollvorrichtung eine Antriebskraftquelle. Es kann eine Vorrichtung zur Regelung des Fluiddrucks im Bremszylinder nicht nur mittels Regeln der Antriebskraftquelle, sondern auch durch Verwendung eines Fluiddrucks in einer Antriebsdruckquelle sein, die die Antriebskraftquelle umfaßt. Welcher Typ auch immer es ist, der Fluiddruck im Bremszylinder kann höher als der im Hauptzylinder sein, solange die Vorrichtung die Antriebskraftquelle umfaßt. Als eine Vorrichtung, die unter Verwendung des Fluiddrucks in der Antriebsdruckquelle regelt, ist beispielsweise eine Vorrichtung möglich, die mehr als ein magnetisch betätigtes Druckkontrollventil oder einen Fluiddruckkontrollzylinder umfaßt, der durch den Fluiddruck in der Antriebsdruckquelle betätigt wird. Der Fluiddruck im Bremszylinder wird durch das Regeln eines an das magnetisch betätigte Druckkontrollventil angelegten elektrischen Stroms oder durch Regeln einer an die Antriebskraftquelle gelieferten Energie geregelt. Falls eine Bremsdruckkontrollvorrichtung keine Antriebsdruckquelle enthält, wird der Fluiddruck im Bremszylinder durch Regelung einer an die Antriebskraftquelle gelieferten Energie geregelt.
In einem Hydraulikbremssystem nach Anspruch 6 kann die Vorbefüllungsvorrichtung mittels Kontrolle der Vorbefüllungswahlvorrichtung im Kontrolldruckarbeitsmodus getrennt und im Hauptdruckarbeitsmodus freigeschaltet werden, der durch die Bremssystemmoduswahlvorrichtung als ein Modus des Bremssystems gewählt wird.
Falls der Bremszylinder mit dem Hauptzylinder verbunden ist, ist die Vorbefüllungsvorrichtung freigeschaltet. Am Beginn einer Bremsoperation kann der Bremszylinder mit so viel Arbeitsfluid beliefert werden, daß eine Vorbefüllung rasch durchgeführt werden kann. Auf der anderen Seite ist, falls der Fluiddruck im Bremszylinder durch die Bremsdruckkontrollvorrichtung geregelt wird, die Vorbefüllungsvorrichtung abgeschaltet. Im freigeschalteten Zustand der Vorbefüllungsvorrichtung ändert sich eine Anstiegsrate der Gegenkraft, die auf das Bremsbetätigungsglied ausgeübt wird, entsprechend einer Änderung der mit Druck beaufschlagten Fläche zwischen dem Zustand, in dem sie niedriger als der vorbestimmte Wert ist und dem Zustand, in dem sie höher ist. Darüberhinaus unterscheidet sich die Gegenkraft bei einer langsamen Betätigung des Bremsbetätigungsglieds von der bei einer raschen Betätigung. Falls beispielsweise die Vorbefüllungsvorrichtung ein Überdruckventil und eine Drosselblende umfaßt, die parallel zueinander angeordnet sind, ist sie bei einer raschen Betätigung des Bremsbetätigungsglieds rasch, d. h. die erste Druckkammer wird mit einer hohen Vorrückungsrate des Druckkolbens mit Druck beaufschlagt. Auf der anderen Seite wird bei einer langsamen Betätigung des Bremsbetätigungsglieds der Fluiddruck in der ersten Druckkammer nahezu der selbe wie der Druck in der Arbeitsfluidquelle aufgrund der Drosselblende. Daher unterscheidet sich die Gegenkraft bei der langsamen Betätigung des Bremsbetätigungsglieds von der bei der raschen Betätigung. Somit ist im Kontrolldruckmodus die Vorbefüllungsvorrichtung abgeschaltet, so daß beispielsweise ein Betätigungsgefühl eines Operators besser sein kann als im eingeschalteten Zustand.
Im Hauptdruckarbeitsmodus kann das Arbeitsfluid im Hauptzylinder des Systems nach Anspruch 7 effektiv zum Bremszylinder geliefert werden, da der Betätigungssimulator nicht arbeiten kann. Falls verhindert wird, daß der Betätigungssimulator bei einem Druck arbeitet, der geringer ist als der vorbestimmte Wert, kann die Vorbefüllung rasch durchgeführt werden. Daher ist es bevorzugt, daß verhindert wird, daß der Betätigungssimulator sogar bei einem Druck arbeitet, der höher als der vorbestimmte Wert ist. Im Kontrolldruckarbeitsmodus kann der Betätigungssimulator arbeiten. Daher kann, selbst wenn der Bremszylinder getrennt vom Hauptzylinder bleibt, der Operator bzw. Benutzer ein ähnliches Gefühl wie das Gefühl zu der Zeit erhalten, zu der der Bremszylinder mit dem Hauptzylinder verbunden ist.
Ein derartiges hydraulisches Bremssystem kann weiter Folgendes umfassen: (a) einen Betätigungssimulator zum Aufbringen einer Gegenkraft auf den Druckkolben basierend auf einer Betätigungskraft auf das Bremsbetätigungsglied, wobei der Druckkolben sich im Hauptzylinder bewegen kann; und (b) eine Simulatorkontrollvorrichtung, die im durch die Vorbefüllungswahlvorrichtung ausgewählten freigeschalteten Modus der Vorbefüllungsvorrichtung verhindert, daß der Betätigungssimulator wenigstens bei einem Druck arbeitet, der geringer ist als ein vorbestimmter Wert, und die im abge schalteten Modus der Vorbefüllungsvorrichtung gestattet, daß der Betätigungssimulator arbeitet.
Im freigeschalteten Modus der Vorbefüllungsvorrichtung wird verhindert, daß der Betätigungssimulator wenigstens bei einem Druck arbeitet, der geringer ist als der vorbestimmte Wert. Folglich kann die Vorbefüllung mittels der Vorbefüllungsvorrichtung rasch durchgeführt werden. Im abgeschalteten Modus der Vorbefüllungsvorrichtung kann der Betätigungssimulator arbeiten.
In einem derartigen hydraulischen Bremssystem kann die Simulatorkontrollvorrichtung zwischen dem Betätigungssimulator und der zweiten Druckkammer angeordnet sein und ein Simulatorkontrollventil zum wahlweise Verbinden des Betätigungssimulators mit dem Hauptzylinder bzw. zum Trennen des Betätigungssimulators von dem Hauptzylinder umfassen.
Falls das Simulatorkontrollvenil geöffnet ist, kann der Betätigungssimulator arbeiten, und falls es geschlossen ist, wird dies verhindert. Falls das Simulatorkontrollvenil so ausgelegt ist, daß es bei einem Druck geschlossen bleibt, der niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, kann der Betätigungssimulator bei einem Druck arbeiten, der höher als der vorbestimmte Wert ist.
Falls die Federkonstante im System nach Anspruch 13 so ausgelegt ist, daß sie ein Wert ist, der einem Wert eines vorbestimmten Drucks entspricht, wird verhindert, daß der Betätigungssimulator bei einem Druck arbeitet, der geringer als der vorbestimmte Wert ist.
Ein derartiges Hydraulikbremssystem, kann weiterhin Folgendes umfassen: einen Fluiddruckzylinder mit einem Gehäuse und einem Druckkolben mit einem Bereich mit großem Radius und einem Bereich mit kleinem Radius, der fluiddicht und bewegbar im Gehäuse angeordnet ist und zusammen mit dem Gehäuse eine erste Druckkammer und eine zweite Druckkammer bildet, wobei ein Arbeitsfluid in der ersten Kammer und der zweiten Druckkammer durch ein Vorrücken des Druckkolbens mit Druck beaufschlagt wird; eine Bremse mit einem Bremszylinder, der mit dem Fluiddruckzylinder verbunden ist, wobei die Bremse durch das im Fluiddruckzylinder mit Druck beaufschlagte Arbeitsfluid betätigt wird; eine Arbeitsfluidquelle, die mit dem Flu iddruckzylinder verbunden ist; eine Flußsperrvorrichtung, die zwischen der Arbeitsfluidquelle und der ersten Druckkammer angeordnet ist, zur Verhinderung eines Flusses des Fluids von der ersten Druckkammer zur Arbeitsfluidquelle, falls der Fluiddruck in der ersten Druckkammer geringer ist als ein vorbestimmter Wert, und zum Gestatten des Flusses des Fluids von der ersten Druckkammer zur Arbeitsfluidquelle, falls der Fluiddruck in der ersten Druckkammer höher als der vorbestimmte Wert ist; und eine Flußmoduswahlvorrichtung, die einen Modus zwischen einem freigeschalteten Modus der Flußsperrvorrichtung und einem abgeschalteten bzw. gesperrten Modus der Flußsperrvorrichtung wählt.
Im freigeschalteten Modus der Flußkontrollvorrichtung wird, falls der Fluiddruck in der ersten Druckkammer niedriger als der vorbestimmte Wert ist, verhindert, daß das Arbeitsfluid in und aus der Arbeitsfluidquelle fließt, falls der Druck höher ist, wird das Fließen ermöglicht. Somit wird der Modus des Flusses von der ersten Druckkammer in die Arbeitsfluidquelle kontrolliert.
Auf der anderen Seite wird im abgeschalteten Modus der Flußkontrollvorrichtung der Fluß des Arbeitsfluids in der ersten Druckkammer zur Arbeitsfluidquelle nicht kontrolliert bzw. geregelt. Unabhängig davon, wie hoch der vorbestimmte Wert gewählt ist, kann der Fluß in und aus der Arbeitsfluidquelle gestattet oder auch verhindert werden.
Als vorbestimmter Wert kann auch ein Wert gewählt sein, der nicht mit dem Wert zu der Zeit zusammenhängt, wenn die Vorbefüllung durchgeführt ist.
In einem Hydraulikbremssystem nach Anspruch 1 gestattet in dem Zustand, in dem der Druckkolben in einer hintersten Position ist, die Versorgungskontrollvorrichtung den Fluß des Arbeitsfluids von der vorderen Druckkammer zur Niederdruckarbeitsfluidquelle. Falls daher ein Operator das Bremsbetätigungsglied von einer betätigten Position in eine nicht betätigte Position zurückläßt, kann das Arbeitsfluid in der vorderen Druckkammer zur Niederdruckarbeitsfluidquelle zurückgebracht werden. Falls jedoch der Fluiddruck in der vorderen Druckkammer relativ zur Betätigung des Bremsbetätigungsglieds unnormal ist, verhindert die Flußsperrvorrichtung das Fließen des Arbeitsfluids von der vorderen Druckkammer zur Niederdruckarbeitsfluidquelle.
Selbst in dem Zustand, in dem die Versorgungskontrollvorrichtung den Fluß gestatten sollte, wird er verhindert. Daher kann der Fluiddruck in der vorderen Druckkammer so geregelt werden, daß er nicht sinkt.
Das Hydraulikbremssystem hat normalerweise nicht nur einen Hauptzylinder, eine Niederdruckarbeitsfluidquelle und eine Flußsperrvorrichtung wie oben beschrieben, sondern auch einen Bremszylinder, ein Hauptabsperrventil, das einen Fluß des Fluids zwischen dem Hauptzylinder und dem Bremszylinder im geöffneten Zustand gestattet und im geschlossenen Zustand verhindert, und eine Bremsdruckkontrollvorrichtung, die den Fluiddruck im Bremszylinder im geschlossenen Zustand des Hauptabsperrventils regelt. In diesem Fall kann, selbst falls der Fluiddruck in der vorderen Druckkammer ein ungewöhnlicher Druck wird, beispielsweise aufgrund einer Fehlfunktion, bei der das Hauptabsperrventil geöffnet bleibt, die Bremsdruckkontrollvorrichtung weiterhin den Fluiddruck im Bremszylinder regeln, indem der Fluß von der vorderen Druckkammer in die Niederdruckarbeitsfluidquelle verhindert wird.
Die Bremskontrollvorrichtung nach Anspruch 8 regelt den Fluiddruck im Bremszylinder im geschlossenen Zustand des Hauptabsperrventils. Sie kann eine Vorrichtung zur Regelung des Fluiddrucks im Bremszylinder mittels eines Fluiddrucks in einer Antriebsdruckquelle sein. Eine solche Vorrichtung kann auch mehr als ein magnetisch betätigtes Druckkontrollventil oder einen Fluiddruckkontrollzylinder umfassen. Der Fluiddruck im Bremszylinder kann kontrolliert werden durch Steuerung des magnetisch betätigten Druckkontrollventils oder Steuerung einer Energie, die an eine Antriebskraftquelle in der Antriebsdruckquelle geliefert wird.
In einer weiteren Ausführung eines hydraulischen Bremssystems nach der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch 9 umfaßt die Flußsperrvorrichtung ein Flußsperrventil, das den Fluß des Arbeitsfluids von der vorderen Druckkammer zur Niederdruckarbeitsfluidquelle verhindert, falls der Fluiddruck im Bremszylinder momentan niedriger als ein Wert ist, der auf dem Fluiddruck in der vorderen Druckkammer im Hauptzylinder basiert, obwohl der Fluiddruck im Bremszylinder durch die Bremsdruckkontrollvorrichtung so geregelt sein sollte, daß er höher ist als in der vorderen Druckkammer.
"Falls der Fluiddruck im Bremszylinder momentan niedriger ist als ein Wert, der auf dem Fluiddruck in der vorderen Druckkammer im Hauptzylinder basiert", bedeutet mit anderen Worten "falls der Fluiddruck in der vorderen Druckkammer im Hauptzylinder momentan höher als ein Wert ist, der auf dem Fluiddruck im Bremszylinder basiert".
Wenn der Fluiddruck im Bremszylinder durch die Bremsdruckkontrollvorrichtung so geregelt wird, daß er niedriger ist als der in der vorderen Druckkammer, sollte der Fluiddruck an der Bremszylinderseite des Hauptabsperrventils höher sein als an der Hauptzylinderseite. Daher wird, falls der Fluiddruck im Bremszylinder niedriger als ein Wert ist, der auf dem Fluiddruck in der vorderen Druckkammer im Hauptzylinder basiert, angenommen, daß das Hauptabsperrventil, das geschlossen sein sollte, momentan geöffnet ist, d. h., daß eine Öffnungsfehlfunktion des Hauptabsperrventils vorliegt.
Bei einer Öffnungsfehlfunktion des Hauptzylinders wird ein mit hohem Druck beaufschlagtes Arbeitsfluid von der Bremszylinderseite des Hauptabsperrventils zur Hauptzylinderseite des Hauptabsperrventils geliefert. In diesem Zustand wird der Fluiddruck in der vorderen Druckkammer hoch und der Druckkolben kann durch den Fluiddruck in der vorderen Druckkammer zum hinteren Ende zurückgefahren werden. Falls der Druckkolben zum hinteren Ende zurückgefahren wird, gestattet die Versorgungskontrollvorrichtung den Fluß des Arbeitsfluids von der vorderen Druckkammer zur Niederdruckarbeitsfluidquelle, doch bei dem Bremssystem nach der vorliegenden Erfindung wie in Anspruch 9 beschrieben, verhindert das Flußsperrventil den Fluß des Arbeitsfluids von der vorderen Druckkammer. Daher kann der Fluiddruck in der vorderen Druckkammer so geregelt werden, daß er nicht sinkt.
Normalerweise wird der Fluiddruck im Bremszylinder durch die Bremsdruckkontrollvorrichtung basierend auf der Betätigung des Bremsbetätigungsglieds kontrolliert. Zusätzlich wird ein Fluiddruck in der vorderen Druckkammer des Hauptzylinders basierend auf der Betätigung des Bremsbetätigungsglieds erzeugt. Daher sollte im geschlossenen Zustand des Hauptabsperrventils eine bestimmte Beziehung zwischen dem Fluiddruck im Bremszylinder und dem im Hauptzylinder bestehen. Auf der anderen Seite ist in dem Zustand, in dem der Fluiddruck im Bremszylinder niedriger als ein Wert ist, der auf der oben beschriebenen bestimmten Beziehung basiert, beispielsweise, falls der Fluiddruck im Bremszylinder niedriger als der Fluiddruck im Hauptzylinder multipliziert mit einem vorbestimmten Wert ist, der Fluiddruck im Bremszylinder minus der Fluiddruck im Hauptzylinder niedriger als ein vorbestimmter Wert, der auf dem Fluiddruck im Bremszylinder oder im Hauptzylinder basiert, oder der Fluiddruck im Bremszylinder minus der Fluiddruck im Hauptzylinder ist niedriger als ein vorbestimmter Wert, falls die Bremsbetätigung mehr als die vorbestimmte ist. Dann kann angenommen werden, daß das Hauptabsperrventil eine Öffnungsfehlfunktion hat, d. h., der Fluiddruck in der vorderen Druckkammer kann als unnormal angenommen werden.
Es kann vorgesehen sein, daß die Flußsperrvorrichtung ein pilotenbetätigtes ("pilot-operated") bzw. vorgesteuertes Druckkontrollventil oder ein magnetisch betätigtes Druckkontrollventil ist, das aufgrund eines angelegten elektrischen Stroms geschlossen ist. Falls es beispielsweise ein magnetisch betätigtes Druckkontrollvenil ist, wird es geschlossen, wenn basierend auf dem Hauptzylinderfluiddruck (der Hauptzylinderseite des Hauptabsperrventils) und dem Bremszylinderfluiddruck (der Bremszylinderseite des Hauptabsperrventils) entschieden wird, daß das Hauptabsperrventil eine Öffnungsfehlfunktion hat.
Das hintere Ende, zu dem der Druckkolben in einem System nach Anspruch 9 zurückgefahren wird, wird normalerweise durch einen Stopper etc. eingestellt. Falls der Druckkolben am hinteren Ende positioniert ist, wirkt auf den Druckkolben die Bremsbetätigungskraft und die Gegenkraft des Stoppers, und der Fluiddruck, der der Summe dieser Kräfte entspricht, wird in der vorderen Druckkammer erzeugt. Auf der anderen Seite wird, solange der Druckkolben nicht am hinteren Ende positioniert ist, in der vorderen Druckkammer der Fluiddruck entsprechend der Bremsbetätigungskraft erzeugt, da keine Gegenkraft durch den Stopper wirkt. Daher ist, falls die Betätigungskraft des Bremsbetätigungsglieds konstant gehalten wird, der Fluiddruck in der vorderen Druckkammer höher, wenn der Druckkolben am hinteren Ende positioniert ist, als wenn er in einer anderen Position als am hinteren Ende steht. Unter Verwendung dieser Tatsache kann eine Öffnungsfehlfunktion des Hauptabsperrventils erfaßt werden.
Eine Bremsdruckkontrollvorrichtung nach Anspruch 10 braucht nicht nur eine Vorrichtung sein, die den Fluiddruck im Bremszylinder basierend auf der Bremsbetätigung regelt, sondern kann auch eine Vorrichtung sein, die ihn nicht basierend auf der Bremsbetätigung regelt.
Der Betätigungssimulator braucht nicht notwendigerweise zwischen der vorderen Druckkammer und den Hauptabsperrventil angeordnet sein, sondern kann auch direkt mit der vorderen Druckkammer verbunden sein. Unabhängig vom Typ kann, selbst wenn das Hauptabsperrventil im geschlossenen Zustand ist, ein Operator ein ähnliches Gefühl wie das Gefühl beim geöffneten Zustand des Hauptabsperrventils erfahren.
In einer weiteren Ausführung eines derartigen hydraulischen Bremssystems nach der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch 10 umfaßt die Flußsperrvorrichtung ein Flußsperrventil, das den Fluß des Arbeitssfluids von der vorderen Druckkammer zur Niederdruckarbeitsfluidquelle verhindert, falls der Fluiddruck in der vorderen Druckkammer des Hauptzylinders momentan höher ist als ein Wert, der auf einer Betätigung bzw. einem Betätigungshub des Bremsbetätigungsglieds basiert, obwohl der Fluiddruck im Bremszylinder so geregelt sein sollte, daß er höher ist als derjenige in der vorderen Druckkammer.
In dem Zustand, in dem das Hauptabsperrventil geschlossen ist und der Betätigungssimulator mit der vorderen Druckkammer des Hauptzylinders verbunden ist, wird ein Fluiddruck, der dem Betätigungshub entspricht, in der vorderen Druckkammer erzeugt. Falls auf der anderen Seite das Hauptabsperrventil eine Öffnungsfehlfunktion aufweist, wird der Fluiddruck in der vorderen Druckkammer höher als der Wert, der auf dem Betätigungshub des Bremsbetätigungsglieds basiert. Daher kann eine Öffnungsfehlfunktion des Hauptabsperrventils basierend auf einer Beziehung zwischen dem Betätigungshub und dem Fluiddruck in der vorderen Druckkammer erfaßt werden. Eine zur erfassende Bedingung ist beispielsweise, daß der Fluiddruck in der Druckkammer höher als der Fluiddruck ist, der auf dem Betätigungshub basiert, multipliziert mit einem vorbestimmten Wert, oder daß der Fluiddruck in der Druckkammer minus der Fluiddruck, der auf dem Betätigungshub ba siert, höher als ein vorbestimmter Wert ist, der auf dem Betätigungshub basiert.
Vorzugsweise ist das im System nach Anspruch 11 erwähnte magnetisch betätigte Druckkontrollventil ein normalerweise offenes Ventil, das ohne einen elektrischen Strom offen ist. Das bedeutet, daß bei einer normalen Bremsoperation das Arbeitsfluid in der vorderen Druckkammer sicher zur Niederdruckarbeitsfluidquelle zurückgebracht werden kann, wenn das Bremspedal aus einer betätigten Position freigegeben wird.
Ein in Anspruch 15 erwähnter Hauptabsperrventilfehlfunktionsdetektor ist ein Detektor, der erfaßt, daß das Hauptabsperrventil offen ist, obwohl es geschlossen sein sollte, d. h., daß eine Öffnungsfehlfunktion vorliegt. Wie oben beschrieben kann die Fehlfunktion des Hauptabsperrventils basierend auf dem Fluiddruck im Hauptzylinder und dem im Bremszylinder, der Druckdifferenz zwischen dem Anfang und dem Ende des Hauptabsperrventils oder der Beziehung zwischen dem Fluiddruck im Hauptzylinder und dem Betätigungszustand des Bremsbetätigungsglieds, beispielsweise der Betätigungskraft oder des Betätigungshubs, erfaßt werden.
In dem Zustand, in dem der Druckkolben in der hintersten Position ist, gestattet die Versorgungskontrollvorrichtung gemäß Anspruch 12 den Fluß des Arbeitsfluids von der vorderen Druckkammer zu der Niederdruckarbeitsfluidquelle. Falls jedoch der Fluß des Arbeitsfluids von der vorderen Druckkammer zu der Niederdruckarbeitsfluidquelle gestattet ist und außerdem der Fluiddruck in der vorderen Druckkammer höher ist als der vorbestimmte Wert, wird das pilotenbetriebene Druckkontrollventil in den flußsperrenden Zustand geschaltet, nachdem das bewegbare Glied bewegt worden ist. Da der Fluß des Arbeitsfluids von der vorderen Druckkammer zu der Niederdruckarbeitsfluidquelle verhindert wird, kann der Fluiddruck in der vorderen Druckkammer so geregelt werden, daß er nicht abfällt. Da darüberhinaus das flußsperrende Ventil das pilotenbetriebene Druckkontrollventil bildet, kann es selbst dann in den Flußsperrmodus geschaltet werden, wenn eine elektrische Fehlfunktion auftritt.
Es kann auch vorgesehen sein, daß das pilotenbetriebene Druckkontrollventil ein bewegbares Glied umfaßt, das entsprechend einer Beziehung zwischen einem Fluiddruck in der vorderen Druckkammer und dem im Bremszylinder bewegt wird, und daß es den Fluß von der vorderen Druckkammer zu der Niederdruckarbeitsfluidquelle verhindert, falls der Fluiddruck in der vorderen Druckkammer höher als in der Beziehung mit dem Fluiddruck im Bremszylinder wird.
Die technischen Merkmale eines Hydrauliksystems gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungen können in dem in Anspruch 12 beschriebenen Hydraulikbremssystem verwendet sein.
Im Verbindungs- bzw. offenen Zustand des Simulatorkontrollventils im System nach Anspruch 13 ist die zweite Kammer mit der Niederdruckarbeitsfluidquelle verbunden. Das Volumen in der ersten und in der zweiten Kammer kann verändert werden, d. h., der Betätigungssimulator kann arbeiten. Im getrennten bzw. geschlossenen Zustand des Simulatorkontrollventils ist die zweite Kammer von der Niederdruckarbeitsfluidquelle getrennt, die Volumina in der ersten bzw. zweiten Kammer können nicht geändert werden, d. h., der Betätigungssimulator kann nicht arbeiten. Bevorzugt wird das Simulatorkontrollventil in seiner getrennten Position gehalten, wenn das Hauptabsperrventil in seiner verbindenden Position ist, und das Simulatorkontrollventil wird in seiner verbindenden Position bzw. seinem verbindenden Zustand gehalten, wenn das Hauptabsperrventil in seinem trennenden Zustand ist. Es kann vorgesehen sein, daß das Simulatorkontrollventil zwischen dem verbindenden und dem trennenden Zustand basierend auf einem Pilotdruck oder einem angelegten elektrischen Strom umgeschaltet werden kann. Es kann auch vogesehen sein, daß das Simulatorkontrollventil zwischen der ersten Kammer und der vorderen Druckkammer des Hauptzylinders angeordnet ist.
Im Falle einer Öffnungsfehlfunktion des Hauptabsperrventils muß der Betätigungssimulator nicht arbeiten, da die vordere Druckkammer mit dem Bremszylinder verbunden ist. In dieser Situation kann ein uneffektiver Verbrauch des Arbeitsfluids vermieden werden, falls das Simulatorkontrollventil in den trennenden Zustand geschaltet wird und der Betätigungssimulator nicht arbeiten kann.
Es kann auch vorgesehen sein, daß das Simulatorkontrollventil in die trennende Position geschaltet wird, wenn die Flußsperrvorrichtung im Flußsperrmodus ist oder wenn der Fluiddruck in der vorderen Druckkammer ungewöhnlich ist.
Wie oben erläutert, besteht zwischen dem Sperrmodus und dem freien bzw. gestattenden Modus der Flußsperrvorrichtung ein Unterschied in der Beziehung zwischen der Betätigungskraft des Bremsbetätigungsglieds und dem Fluiddruck in der vorderen Druckkammer im Hauptzylinder. Im Sperrmodus dieser Modi muß die Gegenkraft durch den Stopper etc. in Betracht gezogen werden. Daher wird im Bremssystem nach der vorliegenden Erfindung wie unter Anspruch 14 beschrieben der Fluiddruck im Bremszylinder nicht basierend auf dem Fluiddruck in der vorderen Druckkammer, sondern basierend auf der Betätigungskraft des Bremsbetätigungsglieds wenigstens im Sperrmodus der Flußsperrvorrichtung kontrolliert.
In dem freien Modus der Flußsperrvorrichtung kann er auf jedwedem Parameter basieren.
Der Betätigungskraft-Bremsdruckregler kann ein Regler sein, der den Fluiddruck im Bremszylinder basierend auf der Betätigungskraft bei einer Öffnungsfehlfunktion des Hauptabsperrventils regelt.
Die technischen Merkmale eines Hydraulikbremssystems gemäß Anspruch 1 werden in der Ausführung eines hydraulischen Bremssystems nach Anspruch 8 verwendet.
Bevorzugt umfaßt die Flußsperrvorrichtung nach Anspruch 15 ein magnetisch betätigtes Druckkontrollventil, das basierend auf einem angelegten elektrischen Strom zwischen einem verbindenden Modus und einem trennenden Modus wählt.
Es kann vorgesehen sein, daß die Flußsperrvorrichtung den Fluß des Arbeitsfluids verhindert, wenn der Hauptabsperrventilfehlfunktionsdetektor nach Anspruch 15 eine Fehlfunktion erfaßt.
Die technischen Merkmale der Hydrauliksysteme gemäß der oben beschriebenen unter Anspruch 1 fallenden Ausführungen können bei einem Hydrauliksystem gemäß der oben beschriebenen Ausführung verwendet sein.
Ein Hydraulikbremsverfahren gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wird in Anspruch 16 beschrieben.
Durch das Kontrollieren bzw. Regeln des Flusses des Arbeitsfluids zwischen der Arbeitsfluidquelle und dem Fluiddruckzylinder mit der Flußkontrollvorrichtung ist eine detailliertere bzw. feinere Bremskontrolle möglich.
Beispielsweise kann durch Wählen eines Modus zwischen dem freigeschalteten Modus und dem abgeschalteten bzw. gesperrten Modus der Vorbefüllungsvorrichtung eine Beziehung zwischen einer Betätigung des Bremsbetätigungsglieds durch einen Operator und eine Änderung des Fluiddrucks im Bremszylinder eingestellt werden.
Bei dem Hydraulikbremsverfahren gemäß Anspruch 16 kann in einem Zustand, in dem der Druckkolben in einer hintersten Position ist, dadurch, daß ein Fluß des Arbeitsfluids von der vorderen Druckkammer zu der Niederdruckarbeitsfluidquelle mittels der Versorgungskontrollvorrichtung gestattet wird, das Arbeitsfluid in der vorderen Druckkammer zu der Niederdruckarbeitsfluidquelle zurückgebracht werden, falls ein Operator das Bremsbetätigungsglied aus einer betätigten Position in eine nicht betätigte Position freigibt. Jedoch kann selbst in einem Zustand, in dem die Versorgungskontrollvorrichtung den Fluß gestatten sollte, der Fluiddruck in der vorderen Druckkammer so geregelt werden, daß er nicht absinkt, falls der Fluiddruck in der vorderen Druckkammer relativ zu der Betätigung des Bremsbetätigungsglieds unnormal ist, indem der Fluß des Arbeitsfluids von der vorderen Druckkammer zu der Niederdruckarbeitsfluidquelle mittels der Flußsperrvorrichtung verhindert wird.
Eine Flußkontrollvorrichtung zur Kontrolle bzw. Regelung eines Flusses eines Arbeitsfluids in einem hydraulischen Bremssystem nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung umfaßt ein magnetisch betätigtes Druckkontrollventil, das, basierend auf einem an eine Spule angelegten elektrischen Strom, einen Modus wählt zwischen einem flußsperrenden Modus, in dem der Fluß des Arbeitsfluids von einer Druckkammer zu einer Niederdruckarbeitsfluidquelle verhindert wird, und einem flußgestattenden Modus, in dem der Fluß ermöglicht ist.
In einer weiteren Ausführung einer derartigen erfindungsgemäßen Flußkontrollvorrichtung ist die Flußkontrollvorrichtung zwischen einem Hauptzylinder des Hydraulikbremssystems und der Niederdruckarbeitsfluidquelle angeordnet.
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen. Es zeigt:
1 eine schematische Anordnung eines Hydraulikbremssystems gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
2 ein Blockdiagramm mit einer elektronischen Anordnung in einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
3 ein Flußdiagramm, das eine durch eine erfindungsgemäße Bremsdruckkontrollvorrichtung ausgeführte Bremsdruckkontrollroutine darstellt;
4 einen Graph, der eine Beziehung zwischen dem Fluiddruck in der ersten Druckkammer und der Gegenkraft darstellt;
5 einen schematischen Querschnitt eines Hydraulikbremssystems nach einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
6 eine schematische Anordnung eines Hydraulikbremssystems nach einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
7 ein Blockdiagramm, das eine elektronische Anordnung der dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 ein Flußdiagramm, das eine durch eine Bremsdruckkontrollvorrichtung der dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung durchgeführte Bremsdruckkontrollroutine darstellt;
9 einen Graphen, der einen Relation zur Bestimmung eines Zielbremsdrucks darstellt, wie sie in einer erfindungsgemäßen Bremsdruckkontrollvorrichtung gespeichert ist;
10 einen Graphen, der eine Relation zur Bestimmung eines Zielbremsdrucks darstellt, wie sie in einer erfindungsgemäßen Bremsdruckkontrollvorrichtung gespeichert ist;
11 einen Querschnitt eines Flußsperrventils der dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
12 einen Querschnitt eines Flußsperrventils einer vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
13 eine schematische Anordnung eines Hydraulikbremssystems nach einer fünften Ausführung der vorliegenden Erfindung;
14 einen Graphen, der eine Relation zwischen einer Betätigung bzw. einem Betätigungshub und dem Fluiddruck im Hauptzylinder zur Erfassung einer Öffnungsfehlfunktion des Hauptabsperrventils gemäß einer sechsten Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellt; und
15 eine schematische Anordnung eines Hydraulikbremssystems nach einer siebten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Zunächst bezugnehmend auf 1 ist das darin gezeigte hydraulische Bremssystem gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung konstruiert zur Verwendung in einem vierrädrigen Fahrzeug mit einem linken Vorderrad FL, einem rechten Vorderrad FR, einem linken Hinterrad RL und einem rechten Hinterrad RR. Dieses Bremssystem umfaßt ein Bremsbetätigungsglied in Form eines Bremspedals 34, das mit einem Fluiddruckzylinder in Form eines Hauptzylinders 10 verbunden ist. Eine Bremsdruckregelvorrichtung hat die Form eines Fluiddruck-Kontrollzylinders 12. Für die Bremsen 22 bzw. 24, die die Vorderräder 18 bzw. Hinterräder 20 bremsen, sind Bremszylinder 14 bzw. 16 vorhanden. Die Bremszylinder 14, 16 sind durch den Fluiddruck-Kontrollzylinder 12 mit dem Hauptzylinder 10 verbunden.
Der Hauptzylinder 10 umfaßt zwei Druck erzeugende Kolben bzw. Druckkolben 30, 32, die beide fluiddicht und verschiebbar in einem Gehäuse 28 aufgenommen sind, wobei der Druckkolben 30 mit dem Bremspedal 34 verbunden ist. Die Bremszylinder 14 für die Vorderräder 18 sind mit einer Druck erzeugenden Druckkammer 36 vor dem Druckkolben 32 verbunden, die Bremszylinder 16 für die Hinterräder 20 sind mit einer Druck erzeugenden bzw. Druckkammer 38 vor dem Druckkolben 30 verbunden. Der in diesen Druckkammern 36, 38 erzeugte Fluiddruck ist gleich. Der Druckkolben 30 umfaßt einen Bereich 44 mit großem Radius und einen Bereich 42 mit kleinem Radius, wobei der Bereich 42 mit kleinem Radius der Druckkammer 38 zugewandt ist. Eine Ringkammer 46 wird durch das Gehäuse 28 und die Stufe gebildet, die durch den Bereich 44 mit großem Radius und dem Bereich 42 mit kleinem Radius ausgebildet ist. Der Bereich 42 mit kleinem Radius umfaßt einen Verbindungsweg 48, der die Ringkammer 46 mit der Druckkammer 38 verbindet. Ein Rückschlagventil 50 ist in dem Verbindungsweg 48 angeordnet, das eine Fließrichtung eines Arbeitsfluides von der Ringkammer 46 zur Druckkammer 38 erlaubt, und die entgegengesetzte Fließrichtung verhindert. Bei dieser Ausführung hat eine erste Druck erzeugende bzw. Druckkammer in den Ansprüchen die Form der Ringkammer 46 und eine zweite Druck erzeugende bzw. Druckkammer die Form der Druckkammer 38.
Eine Arbeitsfluidquelle in Form eines Reservoirs 54 ist mit der Ringkammer 46 durch eine Vorrichtung 52 zur Vorbefüllung verbunden. Das Reservoir 54 speichert das Arbeitsfluid bei ungefähr atmosphärischem Druck. Die Vorrichtung 52 zur Vorbefüllung umfaßt ein Rückschlagventil 55, ein Überdruck- bzw. Proportionalsicherheitsventil 56 und eine Drosselblende 57, die parallel zueinander sind. Das Rückschlagventil 55 gestattet eine Flußrichtung des Arbeitsfluides vom Reservoir 54 zur Ringkammer 46 und verhindert die umgekehrte Flußrichtung. Das Überdruckventil 56 gestattet das Fließen des Arbeitsfluides, falls ein Fluiddruck in der Ringkammer 46 größer als ein vorbestimmter Wert (d.h. Entlastungsdruck) ist.
Der Fluiddruck in der Ringkammer 46 und der Druckkammer 38 wird entsprechend eines Vorrückens des Druckkolbens 30 (nach links in 1) vergrößert. Der Fluiddruck in der Ringkammer 46 wird so lange erhöht gehalten, bis er den Entlastungsdruck des Überdruckventils 56 erreicht. Während der Fluiddruck in der Ringkammer 46 größer ist als in der Druckkammer 38, wird das Arbeitsfluid in der Ringkammer 46 durch das Rückschlagventil 50 in die Druckkammer 38 abgeführt und anschließend zu den Bremszylindern 16 geliefert. Bei dieser Ausführung ist der Entlastungsdruck als ein Druck ausgelegt, wenn eine Erst- bzw. Vorbefüllung (Auffüllen der Bremszylinder) nahezu vollendet ist. Während die Vorbefüllung noch nicht vollendet ist, wird das Arbeitsfluid von der Ringkammer 46 und der Druckkammer 38 zu den Bremszylindern 16 geliefert. Daher kann die Vorbefüllung rasch durchgeführt werden.
Falls der Fluiddruck in der Ringkammer 46 den Entlastungsdruck erreicht, wird das Arbeitsfluid durch das Überdruckventil 56 zum Reservoir 54 abgeführt. In diesem Zustand ist der Fluiddruck in der Druckkammer 38 größer als in der Ringkammer 46, doch das Rückschlagventil 50 verhindert das Fließen des Arbeitsfluids von der Druckkammer 38 zur Ringkammer 46. Die Bremszylinder 14, 16 werden von den Druckkammern 36, 38 mit dem Arbeitsfluid versorgt, nicht von der Ringkammer 46. In Anbetracht dessen kann die Flußsperrvorrichtung 52 als eine Vorbefüllungsvorrichtung betrachtet werden. Die Vorbefüllungsvorrichtung 52 umfaßt wenigstens das Überdruckventil 56 und nicht notwendigerweise die Drosselblende 57 und das Rückschlagventil 55.
Danach wird der Fluiddruck in der Druckkammer 38 entsprechend eines Vorrückens des Druckkolbens 30 erhöht. In diesem Zustand ist, da die Druckkammer 38 durch den Bereich 42 mit kleinem Radius mit Druck beaufschlagt wird, eine Anstiegsrate des Fluiddrucks in der Druckkammer 38 bei einer gleichen Anstiegsrate einer Betätigungskraft des Bremspedals 34 größer als bei einer Druckbeaufschlagung durch den Bereich 44 mit großem Radius (d.h., sowohl die Ringkammer 46 als auch die Druckkammer 38 werden mit Druck beaufschlagt). In anderen Worten ist ein Verstärkungsverhältnis größer. Bei einem normalen Zustand des Druckkolbens 30 ist der Fluiddruck in der Ringkammer 46 in etwa atmosphärischer Druck, da die Ringkammer 46 durch die Drosselblende 57 mit dem Reservoir 54 verbunden ist. Falls der Druckkolben 32 zurückgefahren wird, wächst das Volumen der Ringkammer 46. Es wird jedoch vermieden, daß der Fluiddruck in der Ringkammer 46 ein negativer Druck wird, da das Arbeitsfluid vom Reservoir 54 durch das Rückschlagventil 55 entsprechend eines Anwachsens des Volumens der Ringkammer 46 nachgeliefert wird.
Vorausgesetzt, daß eine effektive Fläche der mit Druck beaufschlagten Oberfläche des Bereichs 44 mit großem Radius Ami, die des Bereichs 42 mit kleinem Radius Am3 und eine Betätigungsrate des Druckkolbens 30 in einem Zustand, bei dem die Bremszylinder 16 mit dem Hauptzylinder 10 verbunden sind, dL ist, wird das Arbeitsfluid von der Druckkammer 38 mit einer Flußrate q (=Am1·dL) geliefert, bevor eine Vorbefüllung durchgeführt ist. Nachdem die Vorbefüllung durchgeführt ist, wird es mit einer Flußrate q (Am3·dL) geliefert, wobei (Am1 > Am3).
Vorausgesetzt, daß eine Anstiegsrate des Fluiddrucks, die einer Anstiegsrate der Betätigungskraft entspricht, dPF ist, wird der Fluiddruck in der Druckkammer 38 mit einer Anstiegsrate dPM (dPF) erhöht, bevor die Vorbefüllung durchgeführt ist. Nachdem die Vorbefüllung durchgeführt ist, wird er mit einer Anstiegsrate dPM (=dPF·Am1/Am3) erhöht.
Auf diese Weise kann, bevor die Vorbefüllung durchgeführt ist, in einem Zustand, in dem eine Betätigungsrate konstant gehalten wird, das Arbeitsfluid zu den Bremszylindern mit einer hohen Rate geliefert werden. Nachdem die Vorbefüllung durchgeführt ist, wird der Fluiddruck in den Bremszylindern in einem Zustand, bei dem die Anstiegsrate der Betätigungskraft konstant gehalten wird, mit einer großen Anstiegsrate erhöht.
Ein magnetisch betätigtes Absperr- bzw. Abschaltventil 58 ist parallel zur Vorbefüllungsvorrichtung 52 angeordnet. Im geschlossenen Zustand dieses Ventils 58 wird der Fluß des Arbeitsfluids von der Ringkammer 46 zum Reservoir 54 durch die Vorbefüllungsvorrichtung 52 verhindert. Auf der anderen Seite wird in der geöffneten Stellung des magnetisch betätigten Abschaltventils 58 das Arbeitsfluid von der Ringkammer 46 zum Reservoir 54 im wesentlichen durch das magnetisch betätigte Abschaltventil 58 geliefert. D.h., das Fließen des Arbeitsfluides ist gestattet, sogar falls der Fluiddruck in der Ringkammer 46 niedriger als der vorbestimmte Wert ist. In anderen Worten ist die Vorbefüllungsvorrichtung 52 im geschlossenen Zustand des magnetisch betätigten Abschaltventils 58 eingeschaltet und im offenen Zustand des Ventils abgeschaltet. Somit hat eine Vorbefüllungswahlvorrichtung die Form des magnetisch betätigten Abschaltventils 58. Das magnetisch betätigte Abschaltventil kann auch als eine Art Wahlventil betrachtet werden.
Außenringdichtungen ("cup seals") 60, 61 sind bei den jeweiligen Druckkammern 36 bzw. 38 im Gehäuse 28 vorhanden. Die Öffnungen bzw. Anschlüsse 63, 64 sind zwischen den jeweiligen Außenringdichtungen 60, 61 angeordnet und mit den jeweiligen Verbindungswegen 66 bzw. 67 vom Reservoir 54 verbunden. Jeder der Druckkolben 32 bzw. 30 hat entsprechende Verbindungswege 69 bzw. 70. Diese Verbindungswege 69 bzw. 70 liegen den jeweiligen Öffnungen 63 bzw. 64 gegenüber. Jede Druckkammer 36 bzw. 38 ist mit dem Reservoir 54 verbunden und der Fluß des Arbeitsfluids von den Druckkammern 36 bzw. 38 zum Reservoir 54 ist ermöglicht. Es gibt ein hinteres Ende, bei dem der Fluß des Arbeitsfluides von jeder der Druckkammern 36 bzw. 38 zum Reservoir 54 gestattet ist, d.h., bei dem die Verbindungswege 69 bzw. 70 den jeweiligen Öffnungen 63 bzw. 64 gegenüber liegen. Das hintere Ende des Zurückgehens des Druckkolbens 30 wird durch einen Stopper 71 reguliert. Rückstellfedern 73 bzw. 74 sind in entsprechenden Räumen zwischen dem Boden des Gehäuses 28 und dem Druckkolben 38 bzw. zwischen den Durckkolben 30 und 32 vorhanden. Die Rückstellfedern 73, 74 regulieren auch das hintere Ende des Zurückgehens des Druckkolbens 32.
Der Fluiddruck-Kontrollzylinder 12 ist mit der Druckkammer 36 durch einen Verbindungsweg 76 verbunden. Ein Betätigungssimulator 78 ist im Verbin dungsweg 76 angeordnet. Der Betätigungssimulator umfaßt einen Simulatorkolben 80, der eine erste Kammer 86 und eine zweite Kammer 88 im Gehäuse bildet, und eine Feder 82, die den Simulator 80 in eine Richtung drückt, die eine Reduktion des Volumens der ersten Kammer 86 verursacht. Die erste Kammer 86 ist mit der Druckkammer 36 verbunden und die zweite Kammer 88 ist mit dem Fluiddruck-Kontrollzylinder 12 verbunden. Die Feder 82 ist in der zweiten Kammer 88 angeordnet.
Das Volumen der ersten Kammer 86 wird entsprechend der Betätigung des Bremspedals 34 verändert, anschließend ändert die Feder 82 ihre Form elastisch und die Gegenkraft, die der Betätigungskraft der Feder entspricht, wird auf das Bremspedal 34 ausgeübt.
Die Bremszylinder 14 der Vorderräder 18 sind mit der Druckkammer 36 durch den Verbindungsweg 90 verbunden und die Bremszylinder 16 der Hinterräder 20 sind mit der Druckkammer 38 durch den Verbindungsweg 92 verbunden. In dieser Ausführung ist das Bremssystem ein Vorder- und Hinterradsystem. In den Verbindungswegen 90 bzw. 92 sind Hauptabschalt- bzw. -absperrventile 94 bzw. 96 angeordnet, die jeweils ein magnetisch betätigtes Abschalt- bzw. Absperrventil sind. Die Bremszylinder 14 bzw. 16 werden mit dem Hauptzylinder 10 verbunden oder von ihm getrennt durch Öffnen oder Schließen des jeweiligen Hauptventils 94 bzw. 96. Jedes der Hauptabsperrventile 94 bzw. 96 ist ein normalerweise offenes Ventil, das ohne Anlegen eines elektrischen Stromes offengehalten ist. Rückschlagventile 98 sind parallel zu den jeweiligen Hauptabsperrventilen 94 bzw. 96 angeordnet. Die Rückschlagventile 98 gestatten die Flußrichtung des Arbeitsfluids von der Hauptzylinderseite der Hauptabsperrventile 94 bzw. 96 zur Bremszylinderseite und verhindern die umgekehrte Flußrichtung. Die Rückschlagventile 98 gestatten das Fließen des Arbeitsfluids von der Hauptzylinderseite zur Bremszylinderseite, falls der Fluiddruck im Hauptzylinder im geschlossenen Zustand der Hauptabsperrventile 94 bzw. 96 größer wird.
Bei dieser Ausführung sind die Hauptabsperrventile 94 bzw. 96 geschlossen, falls der Fluiddruck in den Bremszylindern durch den Fluiddruck-Kontrollzylinder 12 kontrolliert werden kann, d.h., ein Servosystem, das eine Antriebskraftquelle (beispielsweise einen Kontrollmotor) etc. umfaßt, ist in einem normalen Zustand. Das Arbeitsfluid wird vom Fluiddruck-Kontrollzylinder 12 an die Bremszylinder 14, 16 geliefert. Eine Betriebsart, bei der die Bremsen 22, 24 durch diesen kontrollierten Druck betätigt werden, wird als Kontrolldruckarbeitszustand bezeichnet. Auf der anderen Seite sind, falls das Servosystem in einem ungewöhnlichen Zustand ist, die Hauptabsperrventile 94, 96 geöffnet und die Bremsen 22, 24 werden durch die Lieferung des Arbeitsfluides vom Hauptzylinder 10 zu den Bremszylindern 14, 16 betrieben. Diese Betriebsart wird als Hauptdruckarbeitszustand bezeichnet. Bei dieser Ausführung hat eine Bremssystem-Betriebsart-Auswahlvorrichtung die Form der Hauptabsperrventile 94, 96.
Der Fluidduck-Kontrollzylinder 12 ist an der unteren Seite der Hauptabsperrventile 94, 96 in den Verbindungswegen 90, 92 angeordnet.
Der Fluiddruck-Kontrollzylinder 12 wird durch Arbeiten der Antriebskraftquelle in Form eines elektrischen Kontrollmotors 100 betrieben. Der Kontrollmotor 100 kann vorwärts und rückwärts drehen. Eine Drehbewegung des Kontrollmotors 100 wird mittels einer Bewegungsumwandlungsvorrichtung 102 in eine gradlinige Bewegung umgewandelt. Der Fluiddruck-Kontrollzylinder 12 umfaßt Kontrollkolben 106, 108, von denen jeder fluiddicht und verschiebbar in einem Gehäuse 104 aufgenommen ist. Mittels eines O-Ringes 109 an der äußeren Oberfläche des Kontrollkolbens 106 kann er fluiddicht gemacht sein. Der Kontrollkolben 106 wird entsprechend einer Bewegung einer Antriebsachse 110 bewegt, die eine Abtriebsachse der Bewegungsumwandlungsvorrichtung 102 ist. Der Kontrollkolben 106 wird durch die Bewegung des Kontrollmotors 100 vorgerückt oder zurückgezogen. Des weiteren kann eine Ringdichtung ("cup seal") anstatt des O-Ringes verwendet sein. Wie in 1 gezeigt, wird die Drehbewegung der Abtriebsachse 111 des Kontrollmotors 100 mittels eines Paares von Zahnrädern bzw. Getrieben 112, 114 auf eine Drehachse 116 übertragen, und anschließend wird die Drehbewegung der Drehachse 116 mittels der Bewegungsumwandlungsvorrichtung 102 in eine geradlinige Bewegung umgewandelt und zur Antriebsachse 110 ausgegeben.
Die Bremszylinder 14, 16 der Vorderräder 18 und der Hinterräder 20 sind mit den jeweiligen Kontrollkammern 120, 122 vor den jeweiligen Kontrollkolben 106, 108 (rechts in 1) verbunden. Es kann gesagt werden, daß der Hauptzylinder 10 mit den Bremszylindern 14, 16 durch die jeweiligen Kontrolldruckkammern 120, 122 verbunden ist.
Die Kontrollkolben 106, 108 sind konzentrisch und in Serie miteinander angeordnet. Darüber hinaus sind Rückstellfedern 124 bzw. 126 in den jeweiligen Räumen zwischen den zwei Kontrollkolben 106, 108 und zwischen dem Kontrollkolben 108 und dem Gehäuse 104 angeordnet. Auf diese Weise wird der Fluiddruck in den zwei Kontrollkammern 120, 122 gleich gehalten. Da der Kontrollkolben 108 aufgrund der Fluiddrücke in den Kontrollkammern 120, 122 bewegt wird, kann er als Fließkolben oder als Differenzialkolben bezeichnet werden. Die Fluiddrücke in den zwei Kontrollkammern 120, 122 sind in einem normalen Zustand gleich gehalten. Die Bremszylinder 14, 16 der Vorderräder 18 und der Hinterräder 20 werden mit dem Arbeitsfluid bei gleichem Fluiddruck beliefert und jeder Fluiddruck in den Bremszylindern 14, 16 wird durch Steuerung des Kontrollmotors 100 synchron erhöht oder verringert. Der Kontrollkolben 108 ist fluiddicht und bewegbar durch ein Dichtglied 127 im Gehäuse 104 aufgenommen. Das Dichtglied trennt die Kontrollkammer 120 von der Kontrollkammer 122 und macht diese zwei Systeme unabhängig. Auf diese Weise hat, selbst wenn eins der Systeme eine Fehlfunktion aufweist, das andere System wenig Effekt. Darüber hinaus kann das Dichtglied 127 auf jedweder Seite angeordnet sein, dem Gehäuse 104 oder dem Kontrollkolben 108.
Das Reservoir 54 ist mit einer hinteren Kammer 128 hinter dem Kontrollkolben 106 (links in 1) durch einen Reservoirweg 130 verbunden. Ein magnetisch betätigtes Abschaltventil 132 ist im Reservoirweg 130 angeordnet. Das magnetisch betätigte Abschaltventil 132 ist ein normalerweise geschlossenes Ventil, das ohne einen elektrischen Strom geschlossen ist. Es wird im Verbindungs-Betriebszustand bzw. Modus der Hauptabsperrventile 94, 96 geschlossen und im Sperr- bzw. Trennungsmodus dieser Ventile geöffnet gehalten. Im Verbindungsmodus des magnetisch betriebenen Abschaltventils 132 wird die Arbeit des Betätigungssimulators 78 ermöglicht, da das Volumen der zweiten Kammer 88 des Betätigungssimulators 78 sich ändern kann. Auf der anderen Seite wird im Sperr- bzw. Trennungsmodus des magnetisch betätigten Abschaltventils 132 verhindert, daß der Betätigungssimu lator 78 arbeitet, da verhindert wird, daß sich das Volumen der zweiten Kammer 88 des Betätigungssimulators 78 verändert. Das magnetisch betätigte Abschaltventil 132 kann als eine Wahlvorrichtung betrachtet werden, die zwischen einem Modus, in dem der Betätigungssimulator 78 arbeiten kann, und einem Modus, bei dem ein Arbeiten des Simulators verhindert wird, einen Modus auswählt.
Der Kontrollkolben 106 wird durch eine Drehung des Kontrollmotors 100 vorgerückt, und das Volumen der hinteren Kammer 128 wird entsprechend eines Vorrückens des Kontrollkolbens 106 vergrößert. Wie oben beschrieben, wird das Arbeitsfluid von der zweiten Kammer 88 oder dem Reservoir 54 zur hinteren Kammer 128 gefördert. Der Fluiddruck in der hinteren Kammer 128 ist atmosphärischer Druck bzw. Atmosphärendruck.
Die auf dem Abtriebsmoment des Kontrollmotors 100 basierende Antriebskraft wird auf den Kontrollkolben 106 übertragen. Jeder der Fluiddrücke in den Kontrollkammern 120, 122 wird auf einen Wert eingeregelt, der der auf den Kontrollkolben 106 aufgebrachten Antriebskraft entspricht. Die Antriebskraft, d.h., ein an den Kontrollmotor 100 angelegter elektrischer Strom, wird so kontrolliert, daß jeder der Fluiddrücke in den Kontrollkammern 120, 122 auf einen später beschriebenen Zielbremsdruck kommt.
Bei dieser Ausführung ist die Bewegungsumwandlungsvorrichtung 102 eine effektive Drehungs-Gradlinig-Umwandlungsvorrichtung, die beispielsweise eine Kugelumlaufspindel umfaßt. In 1 umfaßt die Bewegungsumwandlungsvorrichtung 102 ein Kugeldruck- bzw. Spurlager 144 und ein Radialkugellager 146. Durch diese wird eine Axialkraft und eine Radialkraft aufgenommen.
Fluiddruckkontrollventilvorrichtungen 166, 168 sind an der unteren Seite des Fluiddruckkontrollzylinders 12 in den jeweiligen Verbindungswegen 90 bzw. 92 angeordnet. Jede Fluiddruckkontrollventilvorrichtung 166, 168 umfaßt eine Halteventil 170 und ein Absenkventil 172. Die Halteventile 170 sind zwischen dem Fluiddruckkontrollzylinder 12 und den Bremszylindern 14 bzw. 16. angeordnet. Die Absenkventile 172 sind zwischen den Bremszylindern 14 bzw. 16 und dem Reservoir 174 angeordnet. Jeder Fluiddruck in den Bremszylindern 14 bzw. 16 der jeweiligen Räder 18 bzw. 20 kann unabhängig mittels Kontrolle dieser Halteventile 170 und Absenkventile 172 kontrolliert werden. In dieser Ausführung wird eine Antiblockierbremskontrolle durch Kontrollieren der Fluiddruckkontrollventilvorrichtungen 166, 168 ausgeführt, so daß ein Rutschzustand der jeweiligen Räder 18, 20 geeignet bezüglich des Reibungskoeffizientens auf einer Fahrbahn sein kann.
Pumpenwege 180 vom Reservoir 174 sind mit der unteren Seite des Fluiddruckkontrollzylinders 12 an der oberen Seite der Halteventile 170 verbunden. Pumpen 182, Rückschlagventile 184, 186 und Dämpfer 188 sind in den Pumpenwegen 180 angeordnet. Die Pumpen 182 werden durch einen Pumpenmotor 190 angetrieben.
Dieses Bremssystem wird durch eine Brems-ECU (Elektrische Kontrolleinheit, Electric Control Unit) 200 kontrolliert, die in 2 beschrieben ist. Die Brems-ECU umfaßt einen Regler 202, der im wesentlichen aus Computern und einigen Antriebsschaltkreisen besteht. Der Regler 202 umfaßt eine CPU (Zentrale Recheneinheit, Central Processing Unit) 204, ein ROM (Schreibgeschützter Speicher, Read-Only Memory) 206, ein RAM (Schnellzugriffsspeicher Random-Access Memory) 208, einen Eingabe-Ausgabebereich 210 etc. Einige elektrische Komponenten sind mit dem Eingabe-Ausgabebereich 210 verbunden, wie etwa ein Bremsschalter 211, der erfaßt, ob das Bremspedal 34 betätigt wird oder nicht, ein Betätigungskraftsensor 212, der die auf das Bremspedal 34 ausgeübte Betätigungskraft erfaßt, einen Hauptdrucksensor 214, der den Fluiddruck in der Druckkammer 38 des Hauptzylinders 10 erfaßt, ein Kontrolldrucksensor 216, der den Fluiddruck in der Kontrollkammer 120 des Fluiddruckkontrollzylinders 12 erfaßt, einen Radgeschwindigkeitssensor 218, der eine Drehgeschwindigkeit der Räder 18, 20 erfaßt, einen Fehlfunktionsdetektor 220 etc. Der Hauptdrucksensor 214 ist im Verbindungsweg 92 angeordnet, der mit der Druckkammer 38 verbunden ist. Der Kontrolldrucksensor 216 erfaßt die Fluiddrücke in den Kontrollkammern 120, 122. Während jedoch die Fluiddruckkontrollventilvorrichtungen 166, 168 in ihren primären, in 1 beschriebenen Positionen sind, erfaßt er den Fluiddruck in den Bremszylindern 14, 16. Der Fehlfunktionsdetektor 220 erfaßt, daß der Fluiddruck in den Bremszylindern nicht durch den Fluiddruckkontrollzylinder 12 kontrolliert werden kann (d. h., eine Fehlfunktion des Ser vosystems). Er erfaßt eine Arbeitsfehlfunktion des Kontrollmotors 100, einen Spannungsabfall einer Energiequelle, die mit dem Kointrollmotor 100 verbunden ist, eine Arbeitsfehlfunktion des Fluiddruckkontrollzylinders 12 usw.
Darüberhinaus sind nicht nur die Spulen der Halteventile 170, der Absenkventile 172, der Hauptabsperrventile 94, 96 oder der magnetisch betriebenen Absperrventile 58, 132, sondern auch der Pumpenmotor 190, der Kontrollmotor 100 etc. mit dem Eingangs-Ausgangsbereich 210 verbunden.
Das ROM 206 speichert ein im Flußdiagramm von 3 beschriebenes Bremsdruckkontrollprogramm, andere Programme wie ein Antiblockierbremsprogramm, dessen Ablaufdiagramm nicht beschrieben ist, eine Datentabelle zur Bestimmung eines Zielbremsdrucks, die ebenfalls nicht beschrieben ist, usw.
Als nächstes wird eine Operation dieses Bremssystems beschrieben. Falls bei dieser Ausführung das Servosystem in einem normalen Zustand ist, d. h., die Fluiddrücke in den Kontrollkammern 120, 122 im Fluiddruckkontrollzylinder 12 kontrolliert werden können, sind die Bremszylinder 14, 16 vom Hauptzylinder 10 getrennt und der Fluiddruck in den Bremszylindern 14, 16, im folgenden als der Bremsdruck bezeichnet, wird durch den Fluiddruckkontrollzylinder 12 kontrolliert (Kontrolldruckarbeitsmodus). Die Hauptabsperrventile 94, 96 sind geschlossen und die magnetisch betriebenen Absperrventile 58, 132 sind geöffnet. Die Vorbefüllungsvorrichtung ist außer Betrieb und der Betätigungssimulator 78 kann arbeiten.
Falls auf der anderen Seite das Servosystem in einem ungewöhnlichen Zustand ist, d. h., der Fluiddruck in den Kontrollkammern 120, 122 kann nicht im Fluiddruckkontrollzylinder 12 kontrolliert werden, sind die Bremszylinder 14, 16 mit dem Hauptzylinder 10 verbunden und die jeweiligen Bremsen 22 bzw. 24 werden durch das Arbeitsfluid im Hauptzylinder 10 betätigt (Hauptdruckarbeitsmodus). In diesem Fall wird kein elektrischer Strom auf die Spulen der Hauptabsperrventile 94, 96 und der magnetisch betriebenen Absperrventile 58, 132 gelegt. Daher sind die Hauptabsperrventile 94, 96 geöffnet und die magnetisch betriebenen Absperrventile 58, 132 sind ge schlossen. Die Vorbefüllungsvorrichtung ist in Betrieb und der Betätigungssimulator 78 kann nicht arbeiten.
Im Freigabemodus der Vorbefüllungsvorrichtung 52 wird sie durch den Bereich 44 mit großem Radius des Druckkolbens 30 mit Druck beaufschlagt, bevor die Vorbefüllung durchgeführt ist, und durch den Bereich 42 mit kleinem Radius des Druckkolbens 30 mit Druck beaufschlagt, nachdem die Vorbefüllung durchgeführt ist. Daher ändert sich die auf das Bremspedal 34 aufgebrachte Gegenkraft wie Linie A in 4. Es besteht ein Unterschied in den Anstiegsraten der Gegenkraft bevor und nachdem die Vorbefüllung durchgeführt ist, vorausgesetzt, daß eine Anstiegsrate des Fluiddrucks in den Druckkammern 36, 38 konstant gehalten wird. Darüberhinaus hängt die Gegenkraft auch von einer Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals 34 ab. Falls die Betätigungsgeschwindigkeit groß ist, d. h. eine Vorrückungsrate des Druckkolbens 30 groß ist, wird die Ringkammer 46 mit Druck beaufschlagt. Falls die Vorrückungsrate des Druckzylinders 30 niedrig ist, wird der Fluiddruck in der Ringkammer 46 Atmosphärendruck aufgrund der Drosselblende 57, die mit dem Reservoir 54 verbunden ist.
Auf der anderen Seite ändert sich im nicht freigegebenen Modus der Vorbefüllungsvorrichtung 52 die Gegenkraft wie Linie B in 4, da sie durch den Bereich 44 mit kleinem Radius des Druckkolbens 30 mit Druck beaufschlagt wird. Die Anstiegsrate der Gegenkraft kann in diesem Prozeß nicht geändert werden, d. h., sie kann nicht durch Fertigstellung der Vorbefüllung beeinflußt werden. Daher ist in dieser Ausführung die Vorbefüllungsvorrichtung 52 im Kontrolldruckarbeitsmodus nicht freigegeben und im Hauptdruckarbeitsmodus freigegeben. Eine Änderung der Anstiegsrate der Gegenkraft kann durch den Prozeß im Kontrolldruckarbeitsmodus verhindert werden, während die Vorbefüllung im Hauptdruckarbeitsmodus rasch durchgeführt werden kann.
Der Fluiddruckzylinder 12 wird basierend auf der Betätigung des Bremspedals 34 kontrolliert. Ein Zielwert (beispielsweise ein Zielbremsdruck oder eine Zielverzögerung) wird basierend auf der Betätigung des Bremspedals 34 bestimmt und der Zylinder wird so kontrolliert, daß ein realer Wert (beispielsweise ein realer Bremsdruck oder eine reale Verzögerung) auf den Zielwert kommt.
Bei dieser Ausführung wird der Zielbremsdruck basierend auf einer Betätigungskraft bestimmt, die durch den Betätigungskraftsensor 212 erfaßt wird, und der an den Kontrollmotor 100 gelegte elektrische Strom wird so kontrolliert, daß der durch den Kontrolldrucksensor 216 erfaßte reale Bremsdruck auf den Zielbremsdruck kommt.
Bezugnehmend auf das Ablaufdiagramm in 3 wird in Schritt S1 bestimmt, ob das Servosystem im Normalzustand ist oder nicht. Das heißt, es wird bestimmt, ob der Kontrollmotor 100 etc. in einem Normalzustand ist oder nicht. Falls es im Normalzustand ist, wird in Schritt S2 bestimmt, ob das Bremspedal 34 betätigt wird. Falls das Bremspedal 34 nicht betätigt wird, geht der Kontrollablauf zu Schritt S3, wo die Hauptabsperrventile 94, 96 und die magnetisch betätigten Absperrventile 58, 132 in ihren primären, in 1 beschriebenen Positionen gehalten werden. Die Hauptabsperrventile 94, 96 werden offen gehalten und die magnetisch betätigten Absperrventile 58, 132 werden geschlossen gehalten.
Falls das Servosystem im Normalzustand ist und das Bremspedal 34 betätigt wird, werden in Schritt S4 die Hauptabsperrventile 94, 96 geschlossen und die magnetisch betriebenen Absperrventile 58, 132 geöffnet. In Schritt S5 wird der Zielbremsdruck basierend auf der Betätigungskraft bestimmt. In Schritt S6 wird der an den Kontrollmotor 100 angelegte elektrische Strom so kontrolliert, daß der reale Bremsdruck auf den Zielbremsdruck kommt.
Die auf das Bremspedal 34 ausgeübte Gegenkraft ändert sich wie Linie B. Das bedeutet, daß die Anstiegsrate der Gegenkraft durch diesen Prozeß sich nicht ändert.
Auf der anderen Seite werden, falls das Servosystem in einem ungewöhnlichen Zustand ist, die Hauptabsperrventile 94, 96 und die magnetisch bestätigten Absperrventile 58, 132 auf ihre primären, in 1 beschriebenen Positionen zurückgesetzt. In diesem Zustand ist die Vorbefüllungsvorrichtung 52 freigeschaltet. Falls daher das Bremspedal 34 betätigt wird, kann die Vorbefüllung rasch durchgeführt werden, da das Arbeitsfluid sowohl von der Ringkammer 46 als auch der Druckkammer 38 zu den Bremszylindern 14, 16 geliefert wird, bevor die Vorbefüllung durchgeführt ist. Nachdem die Vorbefüllung durchgeführt ist, kann, da er durch den Bereich 42 mit kleinem Radius mit Druck beaufschlagt wird, die Anstiegsrate des Fluiddrucks im Bremszylinder größer sein als durch den Bereich 44 mit großem Radius, vorausgesetzt, daß die Anstiegsrate der Betätigungskraft konstant gehalten wird. Darüberhinaus wird verhindert, daß der Betätigungssimulator 78 arbeitet, da das magnetisch betätigte Abschaltventil 132 geschlossen ist. Daher kann verhindert werden, daß das Arbeitsfluid in der Druckkammer 36 zum Betätigungssimulator 78 gefördert wird und es kann folglich effektiv zu den Bremszylindern 14, 16 geliefert werden.
Wie oben beschrieben hat in dieser Ausführung die Vorbefüllungswahlvorrichtung die Form des Teils, der Schritt S3 und Schritt S4 in der Brems-ECU etc. speichert und ausführt, und die Simulatorkontrollvorrichtung hat die Form des Teils, das Schritt S3 und S4 in der Brems-ECU, dem magnetisch betätigten Abschaltventil 132 etc. speichert bzw. ausführt.
Obwohl bei obiger Ausführung die Vorbefüllungswahlvorrichtung parallel mit der Vorbefüllungsvorrichtung 52 angeordnet ist, kann sie in Serie mit der Vorbefüllungsvorrichtung 52 angeordnet sein. Ein Bremssystem einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung wie in 5 dargestellt ist so aufgebaut, daß ein magnetisch betätigtes Abschaltventil 250 in Serie mit einer Vorbefüllungsvorrichtung 52 zwischen einer Ringkammer 46 und einem Reservoir 54 angeordnet ist. Die Vorbefüllungsvorrichtung 52 ist in einem Verbindungsstatus des magnetisch betätigten Abschaltventils 250 freigeschaltet und in einem Sperr- bzw. Trennungszustand des Ventils nicht freigeschaltet. In der zweiten Ausführung wird in einem nicht freigeschalteten Modus der Vorbefüllungsvorrichtung 52 ein Fließen eines Arbeitsfluids von der Ringkammer 46 zum Reservoir 54 verhindert. Das Arbeitsfluid in der Ringkammer 46 wird durch ein Rückschlagventil 50 zu einer Druckkammer 38 befördert. Bremsen 22, 24 werden betätigt, nachdem das Arbeitsfluid sowohl von der Druckkammer 38 als auch der Ringkammer 46 zu den Bremszylindern 14, 16 geliefert wird.
In der zweiten Ausführung ist die Vorbefüllungsvorrichtung in einem Normalzustand des Servosystems nicht freigeschaltet und in einem unnormalen Zustand des Systems freigeschaltet. Eine Gegenkraft ändert sich wie Linie C in 4, da sie im nicht freigegebenen Modus der Vorbefüllungsvorrichtung 52 durch einen Bereich mit großem Radius mit Druck beaufschlagt wird. Ein Betätigungshub eines Bremspedals 34 zur Vergrößerung eines Bremsdrucks in den Bremszylindern 14, 16 kann reduziert werden.
Obwohl der Hauptdruckarbeitsmodus und der Kontrolldruckarbeitsmodus basierend auf der Normalität des Servosystems ausgewählt werden, kann auch vorgesehen sein, daß ein Operator aufgrund seiner eigenen Zwecke wählt.
Desweiteren können sowohl das magnetisch betätigte Abschaltventil 58 als auch das magnetisch betätigte Abschaltventil 250 vorhanden sein. In diesem Falle ist eine Vorbefüllungsvorrichtung 52 in dem Zustand freigeschaltet, in dem das magnetisch betätigte Abschaltventil 58 geschlossen und das magnetisch betätigte Abschaltventil 250 offen ist. Sowohl in dem Zustand, in dem die magnetisch betätigten Absperrventile 58, 250 geöffnet sind, als auch in dem Zustand, in dem das magnetisch betätigte Abschaltventil 250 geschlossen ist, ist die Vorbefüllungsvorrichtung nicht freigeschaltet. Falls die magnetisch betätigten Absperrventile 58, 250 offen sind, wird ein Arbeitsfluid in einer Ringkammer 46 zu einem Reservoir 54 geliefert und durch einen Bereich 42 mit kleinem Radius mit Druck beaufschlagt. Auf der anderen Seite wird, falls das magnetisch betätigte Abschaltventil 250 geschlossen ist, das Fließen des Arbeitsfluids von der Ringkammer 46 zum Reservoir 54 verhindert, und es wird durch einen Bereich 44 mit großem Radius mit Druck beaufschlagt. Auf diese Weise ist es, falls sowohl das magnetisch betätigte Abschaltventil 58 als auch das magnetisch betätigte Abschaltventil 250 vorhanden sind, möglich, eine Betriebsart aus drei Modi auszuwählen: Einen freigeschalteten Modus der Vorbefüllungsvorrichtung 52, einen Modus, in dem sie in einem nicht freigeschalteten Modus durch den Bereich mit kleinem Radius mit Druck beaufschlagt wird, und einen Modus, in dem sie im nicht freigeschalteten Zustand durch den Bereich mit großem Radius mit Druck beaufschlagt wird. Es kann vorgesehen sein, daß ein Operator einen dieser Modi gemäß seinen Zwecken wählt, um ein Bremsgefühl gemäß seinem Wunsch zu erhalten.
Obwohl in der ersten Ausführung der Entlastungsdruck so gewählt ist, daß er der Fluiddruck zu der Zeit ist, wenn die Vorbefüllung durchgeführt ist, kann er auch einen höheren Wert als dieser Druck haben. In diesem Fall können in einem normalen Zustand eines Servosystems Hauptabsperrventile 94, 96 geschlossen und ein magnetisch betätigtes Abschaltventil 58 geöffnet werden, nachdem eine Vorbefüllung durchgeführt ist. In solcher Ausführung kann nicht nur die Vorbefüllung rasch durchgeführt werden, sondern es kann auch verhindert werden, daß das Bremsgefühl eines Operators in einem Kontrolldruckarbeitsmodus schlechter wird.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, daß die zweite Druckkammer in der Form der Ringkammer 46 und die erste Druckkammer in der Form der Druckkammer 38 ist. Das heißt, die Druckkammer 38 ist mit dem Reservoir 54 und die Ringkammer 46 ist mit dem Bremszylinder verbunden.
Es ist nicht notwendig, daß die zweite Kammer 88 des Betätigungssimulators 78 mit der hinteren Kammer 128 des Fluiddruckkontrollzylinders 12 verbunden ist. Es kann vorgesehen sein, daß die zweite Kammer 88 nur mit dem Reservoir 54 und nicht mit der hinteren Kammer 128 verbunden ist.
Darüber hinaus ist es nicht notwendig, daß eine Bremsdruckkontrollvorrichtung einen Fluiddruckkontrollzylinder umfaßt. Jedwede Struktur ist möglich, solange sie den Fluiddruck in den Bremszylindern 14, 16 an der unteren Seite der Hauptabsperrventile 94, 96 im Trennungs- bzw. Absperrmodus der Hauptabsperrventile 94, 96 kontrollieren kann. Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß der Fluiddruck in den Bremszylindern 14, 16 durch die Fluiddruckkontrollventilvorrichtungen 166, 168 kontrolliert wird. In diesem Fall ist eine Bremsdruckkontrollvorrichtung zusammengesetzt aus den Bremsdruckkontrollventilvorrichtungen 166, 168, dem Pumpenmotor 190 als der Antriebskraftquelle, Pumpen 182 usw. Darüberhinaus kann vorgesehen sein, daß sie eine Pumpe und einen Fluiddruckkontrollzylinder umfaßt, daß ein Arbeitsfluid von der Pumpe zur hinteren Kammer geliefert wird und daß die Kontrollkolben durch den Fluiddruck in der hinteren Kammer betätigt werden. In diesem Fall wird der Fluiddruck in den Kontrollkammern kontrolliert, indem der Fluiddruck in der hinteren Kammer kontrolliert wird. Kontrollieren kann hier wie in der gesamten übrigen Anmeldung jeweils Erfassen, Steuern und/oder Regeln bezeichnen. Der Fluiddruck in der hinteren Kammer kann kontrolliert werden, indem ein an einen Pumpenmotor der Pumpe angelegter elektrischer Strom oder ein an ein magnetisch betätigtes Kontrollventil angelegter elektrischer Strom kontrolliert wird, das zwischen der Pumpe und der hinteren Kammer angeordnet ist.
Darüber hinaus kann ein Bremsdruck basierend auf einer Zielverzögerung kontrolliert werden. Darüberhinaus kann vorgesehen sein, daß die hintere Kammer 128 durch einen Fluidweg von wenigstens einem der Verbindungswege 90 und 92 mit der Bremszylinderseite des Fluiddruckkontrollzylinders 12 verbunden ist, und ein Rückschlagventil in dem Fluidweg angeordnet ist, das eine Fließrichtung eines Arbeitsfluids von der hinteren Kammer 128 zum Fluidweg gestattet und die umgekehrte Fließrichtung verhindert. Mittels dieses Rückschlagventils wird ein Fließen des Arbeitsfluids von der Bremszylinderseite zur hinteren Kammerseite verhindert und das Arbeitsfluid in der hinteren Kammer 128 kann sicher in den Fluidweg zurückgespeist werden, wenn das Bremspedal aus einer betätigten Position losgelassen wird.
Die dritte Ausführung der vorliegenden Erfindung wird anhand 6 beschrieben. Dieselben Bezugszeichen, die bei der ersten bzw. zweiten Ausführung verwendet wurden, werden bei der dritten Ausführung verwendet, um dieselben Elemente zu bezeichnen, die nicht mehr näher beschrieben werden. Die dritte Ausführung der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von der ersten Ausführung nur in der Flußkontrollvorrichtung des Bremssystems, die im folgenden detailliert beschrieben wird.
In dieser Ausführung ist eine Versorgungskontrollvorrichtung 75 eines Hauptzylinders 10 zusammengesetzt aus Öffnungen bzw. Anschlüssen 63, 64, Verbindungswegen 69, 70 usw. Ein Betriebsmodus, in dem diese einander zugewandt sind, ist ein versorgungsgestattender Modus und der andere Modus ist ein versorgungsverhindernder Modus.
In dieser Ausführung sind in einem normalen Zustand eines elektrischen Systems Hauptabsperrventile 94, 96 geschlossen, wenn eine Vorbefüllung durchgeführt wird. Am Anfang einer Bremsoperation wird ein Arbeitsfluid vom Hauptzylinder 10 zu den Bremszylindern 14, 16 geliefert, anschließend wird es von einem Fluiddruckkontrollzylinder 12 geliefert. In einem unnormalen Zustand des elektrischen Systems sind die Hauptabsperrventile 94, 96 offen. Daher werden die Bremsen 22, 24 durch Liefern des Bremsfluids vom Hauptzylinder 10 zu den Bremszylindern 14, 16 betrieben.
Vorgesteuerte den Durchfluß sperrende bzw. Sperrventile 148, 150, wie sie in 11 gezeigt sind, sind in einem der Verbindungswege 66, 67 angeordnet, die den Hauptzylinder 10 mit einem Reservoir 54 verbinden. Das Sperrventil 148 umfaßt ein Gehäuse 151 und ein Ventilglied 152, das fluiddicht und verschiebbar in dem Gehäuse 151 aufgenommen ist und mittels eines Fluiddrucks in einer Druckkammer 36 in einem Zustand bewegt wird, in dem ein Druckkolben an einem hinteren Ende positioniert ist. Das Ventilglied 152 weist einen Absatz auf und hat einen Bereich 153 mit großem Radius und einen Bereich 154 mit kleinem Radius. Ein hauptzylinderseitiger Anschluß 155 ist auf einer Seite des Gehäuses 151 angeordnet, die dem Bereich mit großem Radius des Ventilglieds zugeordnet ist, und ein reservoirseitiger Anschluß 156 als ein Sockel des Ventils ist auf einer Seite des Gehäuses 151 angeordnet, die einem Bereich des Ventilglieds mit kleinem Radius zugeordnet ist. Ein Anschluß 157 ist in einem mittleren Bereich des Gehäuses 151 angeordnet und mit einem Verbindungsweg 158 verbunden, der mit der Hauptzylinderseite des Verbindungswegs 66 verbunden ist. Eine Drosselblende 159 ist in dem Verbindungsweg 158 angeordnet. Darüberhinaus ist eine Feder 160 zwischen dem Ventilglied 152 und dem Gehäuse 151 angeordnet, die das Ventilglied 152 in eine Richtung drückt, die bewirkt, daß das Ventilglied 152 von dem Sockel 156 des Ventils getrennt ist.
Im versorgungsgestattenden Modus der Versorgungskontrollvorrichtung 75, d. h., das Sperrventil 148 ist in seiner primären Position wie in 6 beschrieben positioniert, ist die Vorrichtung im Verbindungsmodus, wobei das Ventilglied 152 vom Sockel des Ventils 156 getrennt ist. Ein ringförmiger Raum 161, der durch den Absatz des Ventilglieds 152 und das Gehäuse 151 gebildet wird, ist mit dem Reservoir 54 verbunden. Das heißt, die Druckkammer 36 ist mit dem Reservoir 54 verbunden. Daher fließt das Arbeitsfluid in der Druckkammer 36 zum Reservoir 54 durch den Verbindungsweg 66 (den Verbindungsweg 158), den ringförmigen Raum 161 und den reservoirseitigen Anschluß 156.
Falls ein Fluiddruck des Arbeitsfluids, das zum hauptzylinderseitigen Anschluß 155 geliefert wird, größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird das Ventilglied vorgerückt und ein Bereich 162 an der Spitze des Bereichs 154 mit kleinem Radius kommt in Kontakt mit dem Sockel des Ventils 156, um die Verbindung zu unterbrechen. Da die Drosselblende 159 im Verbindungsweg 158 angeordnet ist, wird, falls das von der Druckkammer 36 gelieferte Arbeitsfluid groß ist, eine Fluiddruckdifferenz zwischen dem ringförmigen Raum 161 und dem hauptzylinderseitigen Anschluß 155 erzeugt und der Fluiddruck in der Druckkammer 36 wird auf das Ventilglied 152 aufgebracht.
Wenn eine effektive Fläche S1 der mit Druck beaufschlagten Oberfläche des Bereichs 153 mit großem Radius des Ventilglieds 152, eine drückende Kraft f der Feder 160 und der Fluiddruck P des zum hauptzylinderseitigen Anschluß gelieferten Arbeitsfluids folgende Gleichung erfüllen: P > f/S1,ist das Sperrventil 148 in seiner geschlossenen Position.
Im nichtverbundenen bzw. getrennten Modus entspricht ein Fluiddruck im Raum 162, der dem Bereich mit großem Radius zugeordnet ist, dem in dem ringförmigen Raum 161, da das Arbeitsfluid in der Druckkammer 36 durch den Verbindungsweg 158 auch in den ringförmigen Raum 161 geliefert wird. Eine effektive Fläche der mit Druck beaufschlagten Oberfläche des Ventilglieds 152 durch den Fluiddruck im ringförmigen Raum 161 ist (S1 – S2), und während folgende Gleichung: P·S1 > P·(S1 – S2) + f,d. h. eine Gleichung: P > f/S2erfüllt ist, wird es im getrennten Modus gehalten. Die Fläche S2 entspricht einer Fläche eines Teils, das dem ringförmigen Raum 161 aufgrund des Kontakts des Spitzenbereichs 162 zum Sockel des Ventils 156 nicht zugewandt ist, in anderen Worten, einer Fläche eines Teils innerhalb eines Teils, wo der Spitzenbereich 162 des Ventils 156 mit dem Sockel in Kontakt ist.
Auf diese Weise ist auch im versorgungsgestattenden Modus der Versorgungskontrollvorrichtung 75, falls der Fluiddruck in der Druckkammer 36 größer als der vorbestimmte Wert ist, das Sperrventil 148 in seiner geschlossenen Position, um den Fluß des Arbeitsfluids von der Druckkammer 36 zum Reservoir 54 zu verhindern.
Auf der anderen Seite wird in dem Zustand, in dem beide Druckkolben 30, 32 zu ihrem hinteren Ende zurückgekehrt sind, nachdem das Bremspedal freigegeben ist, das Sperrventil 148 verbunden gehalten, wenn das Arbeitsfluid vom Hauptzylinder 10 zum Reservoir 54 zurückkommt. Das Sperrventil 148 kann nicht durch einen Fluiddruck P' geschlossen werden, der einen Fluiddruck darstellt, der aufgebracht wird, wenn das Bremspedal freigegeben wird, d. h., der folgende Gleichung erfüllt: P' < f/S1.
Bei dieser Ausführung ist die Federkraft f der Feder 160 und eine Struktur des Sperrventils 148 so ausgelegt, daß folgende Gleichung erfüllt wird: P·S2 > f > P'·S1.
Eine detaillierte Beschreibung des Ventils 150 wird unterlassen, da es dieselbe Struktur wie das Ventil 148 aufweist.
Dieses Bremssystem wird durch eine Brems-ECU 200 kontrolliert, wie sie in 7 gezeigt ist. Obwohl dieselben Bezugszeichen, die bei der ersten oder zweiten Ausführung der Erfindung verwendet wurden, bei der dritten Ausführung verwendet werden, um dieselben Elemente zu bezeichnen, die im folgenden bei dieser Ausführung nicht beschrieben werden, wird ein Bremsdruckkontrollprogramm in einem ROM 206 im Flußdiagramm von 8 beschrieben, eine Datentabelle zur Bestimmung eines Zielbremsdrucks im ROM 206 ist in 9, 10 dargestellt.
Im folgenden wird zunächst eine Operation dieses Bremssystems beschrieben. In einem normalen Zustand wird kein elektrischer Strom an die magnetisch betätigten Kontrollventile angelegt und die Ventile sind in ihren primären Positionen wie in 6 gezeigt positioniert. Falls das Bremspedal 34 betätigt wird, rücken die Druckkolben 30, 32 entsprechend der Betätigung vor und das Arbeitsfluid wird an die Bremszylinder 14, 18 geliefert, um die jeweiligen Bremsen 22, 24 zu betätigen. Wenn der Fluiddruck in den Bremszylindern den Druck erreicht, der anzeigt, daß die Vorbefüllung durchgeführt ist, werden die Hauptabsperrventile 94, 96 geschlossen. Der Fluiddruck in den Bremszylindern 14, 16 wird in dem Zustand, in dem die Bremszylinder 14, 16 vom Hauptzylinder 10 getrennt sind, durch den Fluiddruckkontrollzylinder 12 kontrolliert. In dieser Situation ist das magnetisch betätigte Abschaltventil 132 in seiner geöffneten Position. Da das Volumen der zweiten Kammer 88 sich ändern kann, kann der Betätigungssimulator 78 arbeiten. Während das Arbeitsfluid in der Druckkammer 36 entsprechend des Niederdrückens des Bremspedals 34 zum Betätigungssimulator 78 geliefert wird, wird dadurch die Gegenkraft auf das Bremspedal 34 ausgeübt. Falls das Volumen der ersten Kammer 86 sich vergrößert, verringert sich das Volumen der zweiten Kammer 88.
Der Fluiddruckzylinder 12 wird basierend auf der Betätigung des Bremspedals 34 kontrolliert. Ein Zielwert (beispielsweise ein Zielbremsdruck oder eine Zielverzögerung) wird, basiserend auf der Betätigung des Bremspedals 34, bestimmt und der Zylinder wird so kontrolliert, daß ein realer Wert (beispielsweise ein realer Bremsdruck oder eine reale Verzögerung) auf den Zielwert kommt.
Bei dieser Ausführung wird der Fluiddruck im Hauptzylinder als ein Wert betrachtet, der der Betätigungskraft des Bremspedals 34 entspricht. Der Zielbremsdruck wird bestimmt basierend auf dem Fluiddruck im Hauptzylinder, der durch den Hauptdrucksensor 214 erfaßt wird. Der an den Kontrollmotor 100 angelegte elektrische Strom wird so kontrolliert, daß der durch den Kontrolldrucksensor 216 erfaßte reale Bremsdruck auf den Zielbremsdruck kommt. Falls auf der anderen Seite eine Öffnungsfehlfunktion der Hauptab sperrventile 94, 96 erfaßt wird, wird er basierend auf der durch den Betätigungskraftsensor 212 erfaßten Betätigungskraft kontrolliert.
Bei dieser Ausführung ist im getrennten Modus der Hauptabsperrventile 94, 96, wie in 9 beschrieben, der Zielbremsdruck PB so bestimmt, daß er größer ist als der Fluiddruck PMC in den Druckkammern 36, 38. Das Verhältnis des Zielbremsdrucks PB zum Fluiddruck im Hauptzylinder ist größer eins festgelegt. Somit ist in einem Zustand, in dem die Hauptabsperrventile 94, 96 geschlossen sind und der Fluiddruck in den Bremszylindern 14, 16 durch den Fluiddruckkontrollzylinder 12 kontrolliert wird, der Fluiddruck auf der Bremszylinderseite der Hauptabsperrventile 94, 96 größer als auf der Hauptzylinderseite.
In dem Zustand, in dem die Hauptabsperrventile 94, 96 eine Fehlfunktion zeigen, wird der Zielbremsdruck basierend auf der Betätigungskraft wie in 10 dargestellt, bestimmt.
Falls die Hauptabsperrventile 94, 96 eine Öffnungsfehlfunktion haben, wird der Fluiddruck in dem Fluiddruckkontrollzylinder 12 durch die Hauptabsperrventile 94, 96 zu den Druckkammern 36, 38 zurückgegeben. Der Fluiddruck in den Druckkammern 36, 38 wird durch diesen Prozeß größer. Die Druckkolben 30, 32 werden zu ihrem hinteren Ende zurückgefahren und die Versorgungskontrollvorrichtung 75 gestattet den Fluß. Der Fluß des Arbeitsfluids von den Druckkammern 36, 38 zum Reservoir 54 wird ermöglicht. In diesem Zustand sind, falls der Fluiddruck des Arbeitsfluids, das an die hauptzylinderseitigen Anschlüsse 155 der Sperrventile 148, 150 geliefert wird, größer als der vorbestimmte Wert wird, die Sperrventile 148, 150 in ihrer geschlossenen Position.
Die Betätigungskraft des Bremspedals wird in dem Zustand aufgebracht, in dem der Druckkolben 30 an seinem hinteren Ende positioniert ist, d. h., der Druckkolben 30 ist in Kontakt mit Stopper 71. Daher wird sowohl die Betätigungskraft des Bremspedals als auch die Gegenkraft des Stoppers 71 auf den Druckkolben 30 ausgeübt und der der Summe dieser Kräfte entsprechende Fluiddruck wird in den Druckkammern 36, 38 erzeugt. Auf der anderen Seite wird der Fluiddruck, der der Betätigungskraft entspricht, in dem Zustand erzeugt, in dem der Druckkolben in einer anderen Position als dem hinteren Ende positioniert ist, da die Gegenkraft des Stoppers 71 nicht aufgebracht werden kann. Aus diesem Grund wird der Bremsdruck in dem Zustand, in dem der Druckkolben am hinteren Ende positioniert ist, basierend auf der Betätigungskraft kontrolliert, die durch den Betätigungskraftsensor 212 erfaßt wird, und nicht basierend auf dem Fluiddruck im Hauptzylinder.
Basierend auf dem Fluiddruck, der am Hauptdrucksensor 214 erfaßt wird, und auf dem Fluiddruck, der von dem Kontrolldrucksensor 216 erfaßt wird, kann bestimmt werden, ob die Hauptabsperrventile 94, 96 nicht geschlossen sind, d. h., ob sie eine Öffnungsfehlfunktion haben. Bei dieser Ausführung wird, wenn der durch den Kontrolldrucksensor 216 erfaßte Fluiddruck kleiner als ein Wert ist, der auf dem von dem Hauptdrucksensor 214 erfaßten Fluiddruck basiert (beispielsweise dem erfaßten Hauptdruck multipliziert mit einem vorbestimmten Wert), bestimmt, daß die Hauptabsperrventile 94, 96 eine Öffnungsfehlfunktion haben.
Mit Bezug auf das Ablaufdiagramm in 8 wird in Schritt S1 bestimmt, ob das Bremspedal 34 betätigt ist, oder nicht. Falls es betätigt ist, wird in Schritt S2 bestimmt, ob der durch den Kontrolldrucksensor 216 erfaßte Fluiddruck den Druck erreicht, der anzeigt, daß die Vorbefüllung abgeschlossen ist. Falls die Vorbefüllung noch nicht abgeschlossen ist, werden die Hauptabsperrventile 94, 96 und das magnetisch betätigte Abschaltventil 132 in Schritt S3 in ihren primären, in 6 dargestellten Positionen gehalten. Die Hauptabsperrventile 94, 96 werden offen gehalten und das magnetisch betätigte Abschaltventil 132 wird geschlossen gehalten. Da ein großer Teil des Arbeitsfluids zu den Bremszylindern 14, 16 geliefert werden kann, kann die Vorbefüllung rasch durchgeführt werden. Darüberhinaus kann der Betätigungssimulator 78 nicht arbeiten, da das magnetisch betätigte Abschaltventil 132 geschlossen ist. Daher kann verhindert werden, daß das Arbeitsfluid in der Druckkammer 36 zum Betätigungssimulator 78 geliefert wird und es kann effektiv zu den Bremszylindern 14, 16 geliefert werden.
Falls die Vorbefüllung abgeschlossen ist, werden die Hauptabsperrventile 94, 96 in Schritt S4 in ihre geschlossene Position und das magnetisch betätigte Abschaltventil 132 in seine offene Position gebracht. In Schritt S5 wer den der Hauptdruck und der Kontrolldruck erfaßt, bevor bestimmt wird, ob die Hauptabsperrventile 94, 96 in einem normalen Zustand (d. h., in ihrer geschlossenen Position) sind oder eine Öffnungsfehlfunktion haben. Falls der Kontrolldruck minus dem Hauptdruck größer als der vorbestimmte Wert ist, wird das Hauptabschaltventil als geschlossen betrachtet und der Zielbremsdruck wird in Schritt 6 basierend auf dem Hauptdruck bestimmt. In Schritt S7 wird der an den Kontrollmotor 100 angelegte elektrische Strom so kontrolliert, daß der reale Bremsdruck auf den Zielbremsdruck kommt.
Falls die Hauptabsperrventile 94, 96 eine Öffnungsfehlfunktion haben, d. h., falls sie offen sind, obwohl sie geschlossen sein sollten, wird die Betätigungskraft erfaßt und der Zielbremsdruck wird in Schritt S8 basierend auf der Betätigungskraft bestimmt.
Falls auf der anderen Seite in oben beschriebenen Schritt S3 der Bremsschalter 211 AUS ("OFF") ist, werden die Absperrventile 94, 96 in ihre in 6 gezeigten primären Positionen zurückgebracht und das magnetisch betätigte Abschaltventil 132 wird wieder geschlossen. Es ist bevorzugt, aber nicht notwendig, daß das magnetisch betätigte Abschaltventil 132 wieder geschlossen wird, nachdem es während der Zeit offengehalten worden ist, die notwendig ist, damit das Arbeitsfluid in der hinteren Kammer 128 sicher zurückkehren kann. Darüberhinaus kann, da das Arbeitsfluid in der hinteren Kammer 128 zur zweiten Kammer 88 des Betätigungssimulators 78 zurückgekehrt ist, das Arbeitsfluid in der ersten Kammer sicher zum Hauptzylinder 10 zurückgebracht werden.
Auf diese Weise kann bei dieser Ausführung, falls die Hauptabsperrventile 94, 96 eine Öffnungsfehlfunktion haben, die Kontrolle des Bremsdrucks durch den Fluiddruckkontrollzylinder 12 fortgesetzt werden, da die Sperrventile 148, 150 geschlossen sind. Darüberhinaus kann der Bremsdruck, den ein Operator will, präziser erzielt werden als bei einer auf dem Hauptdruck basierenden Kontrolle, falls der Druckkolben 30 in einer anderen Position als dem hinteren Ende ist, da der Bremsdruck basierend auf der Betätigungskraft kontrolliert wird.
Darüberhinaus kann vorgesehen sein, daß ein Sperrventil eine Struktur wie in 12 dargestellt aufweist. Wie in 12 gezeigt, umfaßt das Sperrventil 250 ein Gehäuse 252 und ein Ventilglied 254, das fluiddicht und beweglich in dem Gehäuse 252 aufgenommen ist, ähnlich dem Sperrventil 148. Das Ventilglied 254 weist einen Absatz auf und hat einen Bereich 256 mit großem Radius und einen Bereich 258 mit kleinem Radius wie das Sperrventil 148. Das Gehäuse 252 weist eine das Ventilglied aufnehmende Bohrung 264 auf, die einen Absatz mit einem Bereich 260 mit großem Radius und einen Bereich 262 mit kleinem Radius aufweist. Der Bereich 256 mit großem Radius des Ventilglieds 254 ist in den Bereich 260 mit großem Radius der Bohrung 264, die das Ventilglied aufnimmt, eingesetzt und der Bereich 258 mit kleinem Radius des Ventilglieds 254 ist in den Bereich 262 mit kleinem Radius der Bohrung 264 eingesetzt, die das Ventilglied aufnimmt.
Während ein hauptzylinderseitiger Anschluß 155 und ein reservoirseitiger Anschluß 156 als ein Sockel des Ventils am Gehäuse 252 wie beim Sperrventil 148 vorhanden sind, sind Anschlüsse 265 und 266 in einem mittleren Bereich des Bereichs 262 mit kleinem Radius der Bohrung 264, die das Ventilglied aufnimmt, bzw. einem mittleren Bereich des Bereichs 260 mit großem Radius der Bohrung 264, die das Ventilglied aufnimmt, angeordnet. Eine dem Bereich mit kleinem Radius zugeordnete ringförmige Kammer 270 ist mit einem Fluidweg 272 verbunden, der mit der Hauptzylinderseite des Verbindungswegs 66 verbunden ist, und eine dem Bereich mit großem Radius zugeordnete ringförmige Kammer 274 ist mit einem Fluidweg 276 verbunden, der mit der Reservoirseite des Verbindungswegs 66 verbunden ist. Eine Drosselblende 278 ist im Fluidweg 272 angeordnet. Darüberhinaus ist eine Feder 280 zwischen dem Gehäuse 252 der ringförmigen Kammer 274, die dem Bereich mit großem Radius zugeordnet ist, und dem Ventilglied 254 angeordnet, die das Ventilglied 254 in eine Richtung drückt, die bewirkt, daß das Ventilglied 254 vom Sockel des Ventils 156 getrennt ist.
In der in 12 gezeigten primären Position ist das Ventilglied 254 vom Sockel des Ventils 156 getrennt, so daß das Sperrventil 250 in seinem Verbindungsmodus ist. Falls auf der anderen Seite der Fluiddruck P des zum hauptzylinderseitigen Anschluß 155 gelieferten Arbeitsfluids größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird das Ventilglied 254 nach vorne gerückt und ein Spitzenbereich 282 des Bereichs 258 mit kleinem Radius kommt in Kontakt mit dem Sockel des Ventils 156, um die Verbindung zu trennen. Dieser getrennte Modus wird gehalten.
In dieser Ausführung sind eine Druckkraft f der Feder 160 und eine Struktur des Sperrventils 250 so ausgelegt, daß folgende Gleichung erfüllt wird: P·(S1 – S2 + S3) > f > P'·S
In obiger Formel bezeichnet S1 eine effektive Fläche der mit Druck beaufschlagten Oberfläche des Bereichs 256 mit großem Radius, S2 eine Fläche eines Querschnitts des Bereichs 258 mit kleinem Radius und S3 eine Fläche eines Teils innerhalb eines Teils, wo der Spitzenbereich 282 in Kontakt mit dem Sockel des Ventils 156 ist.
Die Verwendung des Sperrventils 250 vergrößert eine mit Fluiddruck vom Hauptzylinder beaufschlagte Fläche im Trennungsmodus gegenüber der Verwendung des Sperrventils 148. Daher kann die Feder 280 werter ausgelegt werden (d. h., die Federkonstante kann aus einem größeren Bereich gewählt werden).
Es ist eher wahrscheinlich, daß nur eines der Hauptabsperrventile 94, 96 eine Öffnungsfehlfunktion hat, als daß beide eine haben. Selbst in solch einem Fall werden beide Sperrventile geschlossen, da die beiden Kammern 36 und 38 den selben Fluiddruck haben. Daher kann die selbe Kontrolle wie oben beschrieben ausgeführt werden.
Desweiteren kann ein Sperrventil als ein magnetisch betätigtes Abschaltventil ausgestaltet sein. Wie in 13 gezeigt, sind in dem Hydraulikbremssystem gemäß einer fünften Ausführung der vorliegenden Erfindung magnetisch betätigte Absperrventile 300, 301 als Sperrventile in den jeweiligen Verbindungswegen 66 bzw. 67 angeordnet. In dieser Ausführung sind, falls der Bremsdruck geringer als der mit einem vorbestimmten Wert multiplizierte Hauptdruck ist, die magnetisch betätigten Absperrventile 300, 301 in ihrer geschlossenen Position. Sie werden geschlossen, wenn erfaßt wird, daß die Hauptabsperrventile 94, 96 offen sind, während sie geschlossen sein sollten.
Es wird nicht erfaßt, daß die Versorgungskontrollvorrichtung 75 tatsächlich in ihrem versorgungsgestattenden Modus ist.
Desweiteren kann eine Öffnungsfehlfunktion der Hauptabsperrventile 94, 96 basierend auf einer Beziehung zwischen der Betätigungskraft auf das Bremspedal und dem Hauptdruck erfaßt werden, anstatt basierend auf der Beziehung zwischen dem Hauptdruck und dem Bremsdruck. Wie oben gezeigt, ist bei einer Öffnungsfehlfunktion der Hauptdruck um einen Wert größer als im Normalzustand, der der Gegenkraft des Stoppers 71 entspricht, vorausgesetzt, daß die Betätigungskraft auf das Bremspedal konstant gehalten wird. Daher kann eine Öffnungsfehlfunktion basierend auf der Beziehung zwischen dem Hauptdruck und der Betätigungskraft erfaßt werden. Die Öffnungsfehlfunktion kann auch basierend auf einer Beziehung zwischen einer Betätigung bzw. einem Betätigungshub des Bremspedals 34 und dem Hauptdruck erfaßt werden (sechste Ausführung). Wie in 14 gezeigt, kann, falls sowohl die Betätigung als auch der Hauptdruck PMC innerhalb der Region R des Graphen liegen, definiert werden, daß eine Öffnungsfehlfunktion vorliegt. In dieser Ausführung kann mittels des Betätigungssimulators 78 die Betätigung des Bremspedals 34 geändert werden und die geeignete Gegenkraft wird entsprechend der Betätigungskraft aufgebracht, selbst wenn die Hauptabsperrventile 94, 96 geschlossen sind. Ein Operator kann ein ähnliches Gefühl wie das Gefühl zu der Zeit, zu der die Hauptabsperrventile 94, 96 geöffnet sind, erfahren und auch die Öffnungsfehlfunktion der Hauptabsperrventile 94, 96 kann basierend auf der Beziehung zwischen der Betätigungskraft und dem Hauptdruck erfaßt werden.
Desweiteren kann das magnetisch betätigte Abschaltventil 132 auch als Linearventil ausgelegt sein, das basierend auf einem elektrischen Strom bei einem Druck geöffnet wird, und nicht nur ein Abschaltventil. Desweiteren ist die Struktur des Bremssystems nicht auf eine der oben beschriebenen Ausführungen begrenzt. Die Rückseite des Kontrollkolbens 106 kann mit der Atmosphäre verbunden sein. Das Bremssystem einer solchen Ausführung (siebte Ausführung) ist in 15 gezeigt. In dieser Ausführung ist eine zweite Kammer 88 eines Betätigungssimulators 78 mit einem Reservoir 54 durch einen Verbindungsweg 320 verbunden und ein magnetisch betätigtes Abschaltventil 132 ist im Verbindungsweg 320 angeordnet. Während das magnetisch betätigte Abschaltventil 132 offen gehalten wird, falls die Hauptabsperrventile 94, 96 geschlossen gehalten werden, wird es in seine geöffnete Position gebracht, sobald eine Öffnungsfehlfuntion erfaßt wird. Es gibt keine Notwendigkeit, einen Betätigungssimulator 78 zu betreiben, solange die Hauptabsperrventile 94, 96 offen sind. Somit wird ein Arbeitsfluid der Druckkammern 36, 38 effektiv zur Betätigung der Bremsen 22, 24 verwendet.
Desweiteren ist auch eine Bremsdruckkontrollvorrichtung nicht auf eine der oben beschriebenen Ausführungen beschränkt. Vielmehr kann sie jede Struktur aufweisen, solange sie den Fluiddruck in den Bremszylindern 14, 16 Stromabwärts von den Hauptabsperrventilen 94, 96 im Falle einer Öffnungsfehlfunktion der Hauptabsperrventile 94, 96 kontrollieren kann. Beispielsweise kann ein Kontrollkolben 106 durch einen Fluiddruck in einer hinteren Kammer 128 statt durch einen Kontrollmotor 100 bewegt werden. Die hintere Kammer 128 ist mit einer Pumpe und einer Antriebsdruckquelle verbunden, die eine Fluiddruckkontrollventilvorrichtung umfaßt, die einen Fluiddruck eines Arbeitsfluids von der Pumpe kontrollieren kann. Der Fluiddruck in der hinteren Kammer wird von der Fluiddruckkontrollventilvorrichtung kontrolliert und ein Fluiddruck in den Kontrollkammern 120, 122 vor den Kontrollkolben 106, 108 wird ebenfalls kontrolliert. Desweiteren ist es nicht notwendig, daß das Bremssystem den Fluiddruckkontrollzylinder 12 umfaßt. Antriebsdruckquellen wie oben beschrieben können an den jeweiligen unteren Seiten von den jeweiligen Hauptabsperrventilen 94, 96 der jeweiligen Verbindungswege 90, 92 verbunden sein. Die Antriebsdruckquelle kann einen Akkumulator oder mehr als zwei Pumpen umfassen. Desweiteren kann der Fluiddruck in den Bremszylindern 14, 16 durch die Fluiddruckkontrollventilvorrichtungen 166, 168 kontrolliert werden. In diesem Fall ist eine Bremsdruckkontrollvorrichtung zusammengesetzt aus den Fluiddruckkontrollventilvorrichtungen 166, 168, den Pumpen 182 als Antriebskraftquellen usw.
Desweiteren kann ein Bremsdruck basierend auf einer Zielverzögerung kontrollliert werden. Desweiteren kann ein Bremsdruck stets basierend auf einer erfaßten Betätigungskraft kontrolliert werden, unabhängig von einer Öffnungsfehlfunktion der Hauptabsperrventile 94, 96.

Claims

Hydraulikbremssystem, das umfaßt: eine Niedrigdruckarbeitsfluidquelle (54), die ein Arbeitsfluid bei Atmosphärendruck speichert; einen Hauptzylinder (10) mit einem Gehäuse (28) und einem Druckkolben (30), der fluiddicht und bewegbar in dem Gehäuse (28) aufgenommen ist, mit dem Gehäuse (28) zusammen erste und zweite vordere Druckkammern (36, 38) bildet und mit einem Bremsbetätigungsglied (34) wirkverbunden ist, wobei der Druckkolben (30) durch das Bremsbetätigungsglied (34) bewegt wird, um das Arbeitsfluid in den vorderen Druckkammern (36, 38) mit Druck zu beaufschlagen; und eine Flusskontrollvorrichtung (75), die ein Fließen des Arbeitsfluids von den vorderen Druckkammern (36, 38) zur Niedrigdruckarbeitsfluidquelle (54) in einem Zustand gestattet, in dem der Druckkolben (30) in einer hintersten Position ist, und die das Fließen in einem anderen Zustand verhindert; wobei das System weiter umfaßt: eine Flußsperrvorrichtung (148, 150), die zwischen dem Hauptzylinder (10) und der Niedrigdruckarbeitsfluidquelle (54) angeordnet ist und das Fließen des Arbeitsfluids von den vorderen Druckkammern (36, 38) zur Niedrigdruckarbeitsfluidquelle (54) selbst in dem Zustand verhindert, in dem die Flusskontrollvorrichtung (75) diesen Fluß zulassen sollte, falls ein Fluiddruck in den vorderen Druckkammern (36, 38) relativ zu einer Betätigung des Bremsbetätigungsglieds (34) ungewöhnlich ist.
Hydraulikbremssystem nach Anspruch 1, das weiter umfaßt: eine Bremse mit einem Bremszylinder (14, 16, 22, 24), der mit den vorderen Druckkammern (36, 38) verbunden ist, wobei die Bremse durch das in den vorderen Druckkammern mit Druck beaufschlagte Arbeitsfluid betätigt wird.
Hydraulikbremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkolben (30) einen Bereich (44) mit großem Radius und einen Bereich (42) mit kleinem Radius umfaßt, der fluiddicht und bewegbar im Gehäuse (28) angeordnet ist und zusammen mit dem Gehäuse (28) die zweite vordere Druckkammer (38) bildet, zwischen der Niedrigdruckarbeitsfluidquelle (54) und der zweiten vorderen Druckkammer (38) eine Vorrichtung zur Vorbefüllung (52) angeordnet ist, zur Verhinderung eines Fließens des Arbeitsfluids von der vorderen Druckkammer zur Niedrigdruckarbeitsfluidquelle (54), falls ein Fluiddruck in der zweiten vorderen Druckkammer (38) niedriger ist als ein vorbestimmter Wert, und zum Erlauben des Fließens des Arbeitsfluids von der zweiten vorderen Druckkammer (38) zur Niedrigdruckarbeitsfluidquelle (54), falls der Fluiddruck in der zweiten vorderen Druckkammer (38) höher ist als der vorbestimmte Wert; und eine Vorbefüllungswahlvorrichtung (58) zum Auswählen eines Modus zwischen einem freigeschalteten Modus der Vorrichtung zur Vorbefüllung (52) und einem abgeschalteten Modus der Vorrichtung zur Vorbefüllung (52).
Hydraulikbremssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im abgeschalteten Modus der Vorrichtung zur Vorbefüllung (52) die Vorbefüllungswahlvorrichtung (58) das Fließen des Arbeitsfluids in und aus der Niedrigdruckarbeitsfluidquelle (54) gestattet, selbst wenn der Fluiddruck in der zweiten vorderen Druckkammer (38) niedriger als der vorbestimmte Wert ist.
Hydraulikbremssystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbefüllungswahlvorrichtung (58) ein Absperrventil umfaßt, das parallel zur Vorrichtung zur Vorbefüllung (52) angeordnet ist und den abgeschalteten Modus der Vorrichtung zur Vorbefüllung (52) durch Öffnen des Absperrventils bewirkt und den freigeschalteten Modus der Vorrichtung zur Vorbefüllung (52) durch Absperren des Absperrventils bewirkt.
Hydraulikbremssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptzylinder (10) einen Druckkolben (30) umfaßt, um das Arbeitsfluid in der ersten vorderen Druckkammer (36) und der zweiten vorderen Druckkammer (38) mit Druck zu beaufschlagen, und wobei das Hydraulikbremssystem weiter umfasst: eine Bremsdruckkontrollvorrichtung (166, 168, 190, 182) zur Regelung eines Fluiddrucks im Bremszylinder (14, 16, 22, 24) in einem Modus, in dem der Bremszylinder (14, 16, 22, 24) vom Hauptzylinder (10) getrennt ist; und eine Bremssystemmoduswahlvorrichtung (94, 96) zum Auswählen eines Modus zwischen einem Hauptdruckarbeitsmodus, in dem die Bremse durch das Arbeitsfluid betätigt wird, das vom Hauptzylinder (10) zum Bremszylinder (14, 16, 22, 24) geliefert wird, und einem Kontrolldruckarbeitsmodus, in dem die Bremse durch den Fluiddruck in dem Bremszylinder (14, 16, 22, 24) betätigt wird, der durch die Bremsdruckkontrollvorrichtung (166, 168, 190, 182) geregelt wird.
Hydraulikbremssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es weiter umfaßt: einen Betätigungssimulator (78) zum Aufbringen einer Gegenkraft auf den Druckkolben (30) basierend auf einer Betätigungskraft auf das Bremsbetätigungsglied (34), wobei der Druckkolben (30) sich im Hauptzylinder (10) bewegen kann; und eine Simulatorkontrollvorrichtung (132), um wenigstens bei einem Druck, der niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, zu verhindern, daß der Betätigungssimulator (78) im von der Bremssystemmoduswahlvorrichtung (94, 96) gewählten Hauptdruckarbeitsmodus arbeitet, und um zuzulassen, daß der Betätigungssimulator (78) im Kontrolldruckarbeitsmodus arbeitet.
Hydraulikbremssystem nach Anspruch 2, das weiter umfaßt: eine Bremssystemmoduswahlvorrichtung (94, 96), die zwischen dem Bremszylinder (14, 16, 22, 24) und den vorderen Druckkammern (36, 38) angeordnet ist und in ihrer offenen Position einen Fluß gestattet und in ihrer geschlossenen Position verhindert, und eine Bremsdruckkontrollvorrichtung (166, 168, 190, 182), die zwischen der Bremssystemmoduswahlvorrichtung (94, 96) und dem Bremszylinder (14, 16, 22, 24) angeordnet ist und einen Fluiddruck im Bremszylinder (14, 16, 22, 24) basierend auf einer Bremsbetätigung im geschlossenen Zustand der Bremssystemmoduswahlvorrichtung (94, 96) regelt, wobei die Flußsperrvor richtung (148, 150) ein Flußsperrventil umfaßt, das den Fluß des Arbeitsfluids von den vorderen Druckkammern (36, 38) zur Niedrigdruckarbeitsfluidquelle (54) verhindert, falls der Fluiddruck im Bremszylinder (14, 16, 22, 24) momentan niedriger als ein Wert ist, der auf dem Fluiddruck in den vorderen Druckkammern (36, 38) im Hauptzylinder (10) basiert, obwohl der Fluiddruck im Bremszylinder (14, 16, 22, 24) durch die Bremsdruckkontrollvorrichtung (166, 168, 190, 182) so geregelt sein sollte, daß er höher als derjenige in den vorderen Druckkammern (36, 38) ist.
Hydraulikbremssystem nach Anspruch 2, das weiter umfaßt: eine Bremssystemmoduswahlvorrichtung (94, 96), die zwischen dem Bremszylinder (14, 16, 22, 24) und den vorderen Druckkammern (36, 38) angeordnet ist und in ihrer offenen Position einen Fluß gestattet und in ihrer geschlossenen Position verhindert, und eine Bremsdruckkontrollvorrichtung (166, 168, 190, 182), die zwischen der Bremssystemmoduswahlvorrichtung (94, 96) und dem Bremszylinder (14, 16, 22, 24) angeordnet ist und einen Fluiddruck im Bremszylinder (14, 16, 22, 24) basierend auf einer Bremsbetätigung im geschlossenen Zustand der Bremssystemmoduswahlvorrichtung (94, 96) regelt, wobei die Flußsperrvorrichtung (148, 150) ein Flußsperrventil umfaßt, das das Fließen des Arbeitsfluids von den vorderen Druckkammern (36, 38) zur Niedrigdruckarbeitsfluidquelle (54) verhindert, falls der Fluiddruck in den vorderen Druckkammern (36, 38) des Hauptzylinders (10) momentan höher ist als ein Wert, der auf einer vorbestimmten Beziehung mit einer Betätigungskraft des Bremsbetätigungsglieds (34) basiert, in einem Betriebszustand, in dem der Fluiddruck im Bremszylinder (14, 16, 22, 24) so geregelt sein sollte, daß er höher als derjenige in den vorderen Druckkammern (36, 38) ist.
Hydraulikbremssystem nach Anspruch 2, das weiter umfaßt: eine Bremssystemmoduswahlvorrichtung (94, 96), die zwischen dem Bremszylinder (14, 16, 22, 24) und den vorderen Druckkammern (36, 38) angeordnet ist und in ihrer offenen Position ein Fließen gestattet und in ihrer geschlossenen Position verhindert, eine Bremsdruckkontrollvorrichtung (166, 168, 190, 182), die zwischen der Bremssystemmoduswahlvorrichtung (94, 96) und dem Bremszylinder (14, 16, 22, 24) angeordnet ist und einen Fluiddruck im Bremszylinder (14, 16, 22, 24) basierend auf einer Bremsbetätigung im geschlossenen Zustand der Bremssystemmoduswahlvorrichtung (94, 96) regelt, und einen Betätigungssimulator (78), der eine Gegenkraft auf den Druckkolben (30) basierend auf einer Betätigungskraft des Bremsbetätigungsglieds (34) ausübt, wobei das Bremsbetätigungsglied (34) sich bewegen kann, und wobei die Flußsperrvorrichtung (148, 150) ein Flußsperrventil umfaßt, das das Fließen des Arbeitsfluids von den vorderen Druckkammern (36, 38) zur Niedrigdruckarbeitsfluidquelle (54) verhindert, falls der Fluiddruck in den vorderen Druckkammern (36, 38) des Hauptzylinders (10) momentan höher ist als ein Wert, der auf einem Betätigungshub des Bremsbetätigungsglieds (34) basiert, in einem Betriebszustand, in dem der Fluiddruck im Bremszylinder (14, 16, 22, 24) so geregelt sein sollte, daß er höher als derjenige in den vorderen Druckkammern (36, 38) ist.
Hydraulikbremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flußsperrvorrichtung (148, 150) ein magnetisch betätigtes Druckkontrollventil umfaßt, das basierend auf einem an eine Spule angelegten elektrischen Strom einen Modus zwischen einem Flußsperrmodus, in dem der Fluß des Arbeitsfluids von den vorderen Druckkammern (36, 38) zur Niedrigdruckarbeitsfluidquelle (54) verhindert wird, und einem flussgestattenden Modus wählt, in dem er möglich ist.
Hydraulikbremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flußsperrvorrichtung (148, 150) umfaßt: ein vorgesteuertes Druckkontrollventil, das zwischen dem Hauptzylinder (10) und der Niedrigdruckarbeitsfluidquelle (54) angeordnet ist und ein bewegliches Glied (30, 32) aufweist, das entsprechend einem Fluiddruck in den vorderen Druckkammern (36, 38) bewegt wird, und das das Fließen des Arbeitsfluids von den vorderen Druckkammern (36, 38) zur Niedrigdruckarbeitsfluidquelle (54) verhindert, falls der Fluiddruck in den vorderen Druckkammern (36, 38) höher als ein vorbestimmter Wert ist.
Hydraulikbremssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremssystem weiter einen Betätigungssimulator (78) umfaßt, der Folgendes aufweist: (a) ein Gehäuse, einen Simulatorkolben (80), der eine erste Kammer (86), die mit den vorderen Druckkammern (36, 38) verbunden ist, und eine zweite Kammer (88), die mit der Niedrigdruckarbeitsfluidquelle (54) verbunden ist, in dem Gehäuse bildet, und ein Federmittel (82) zum Drücken des Simulatorkolbens (80) in eine Richtung, die eine Reduzierung des Volumens der ersten Kammer (86) bewirkt; und eine Simulatorkontrollvorrichtung (132), die zwischen der Niedrigdruckarbeitsfluidquelle (54) und der zweiten Kammer (88) angeordnet ist und wahlweise die Niedrigdruckarbeitsfluidquelle (54) mit der zweiten Kammer (88) verbindet oder die Niedrigdruckarbeitsfluidquelle (54) von der zweiten Kammer (88) trennt.
Hydraulikbremssystem nach einem der Ansprüche 8, 11 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsdruckkontrollvorrichtung (166, 168, 190, 182) einen Betätigungskraftsensor (212) umfaßt, der eine durch einen Operator auf das Bremsbetätigungsglied (34) ausgeübte Betätigungskraft erfaßt, und daß sie weiters einen Betätigungskraft-Bremsdruckregler (200) umfaßt, der den Fluiddruck in dem Bremszylinder (14, 16, 22, 24) basierend auf der Betätigungskraft des Bremsbetätigungsglieds (34) in wenigstens dem flußsperrenden Modus regelt, in dem die Flußsperrvorrichtung (148, 150) den Fluß des Arbeitsfluids von den vorderen Druckkammern (36, 38) zur Niedrigdruckarbeitsquelle (54) verhindert.
Hydrauliksystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremssystemmoduswahlvorrichtung (94, 96) ein Hauptabsperrventil umfaßt das zwischen dem Bremszylinder (14, 16, 22, 24) und den vorderen Druckkammern (36, 38) angeordnet ist und in seiner offenen Position einen Fluß gestattet und in seiner geschlossenen Position verhindert; und das System weiter einen Detektor zur Bestimmung des Vorliegens einer Fehlfunktion eines Hauptabsperrventils umfaßt, der eine Fehlfunktion des Hauptabsperrventils erfaßt; wobei die Flußsperrvorrichtung (148, 150) das Fließen des Arbeitsfluids von den vorderen Druckkammern (36, 38) zur Niedrigdruckarbeitsfluidquelle (54) selbst in einem Zustand verhindert, in dem die Flußkontrollvorrichtung (75) den Fluß gestattet, falls der Detektor zur Bestimmung des Vorliegens einer Fehlfunktion des Hauptabsperrventils eine Fehlfunktion des Hauptabsperrventils erfaßt.
Hydraulikbremsverfahren zum Betreiben eines Hydraulikbremssystems nach einem der Ansprüche 1–15, dadurch gekennzeichnet, daß es folgende Schritte umfaßt: Speichern eines Arbeitsfluids bei Atmosphärendruck in einer Niedrigdruckarbeitsfluidquelle (54); Beaufschlagen des Arbeitsfluids in den vorderen Druckkammern (36, 38) mit Druck durch eine Bewegung des Druckkolbens (30) durch das Bremsbetätigungsglied (34); Gestatten eines Flusses des Arbeitsfluids von den vorderen Druckkammern (36, 38) zur Niedrigdruckarbeitsfluidquelle (54) mit einer Flusskontrollvorrichtung (75) des Hauptzylinders (10) in einem Zustand, in dem der Druckkolben (30) in einer hintersten Position ist, und Verhindern des Flusses in einem anderen Zustand; Verhindern des Flusses des Arbeitsfluids von den vorderen Druckkammern (36, 38) zur Niedrigdruckarbeitsfluidquelle (54) mit der Flußsperrvorrichtung (148, 150) selbst in dem Zustand, in dem die Flusskontrollvorrichtung (75) den Fluß gestatten sollte, falls ein Fluiddruck in der vorderen Druckkammer (36, 38) relativ zu einer Betätigung des Bremsbetätigungsglieds (34) ungewöhnlich ist.