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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Hydraulikverstärker, der eine Unterstützungskraft entsprechend einem Betätigungsbetrag eines Bremsbetätigungselementes auf der Basis eines Hydraulikdrucks, der von einer Hilfshydraulikdruckquelle geliefert wird, erzeugt und die unterstützte Bremskraft auf einen Masterzylinder anwendet, und auf ein Hydraulikbremssystem, das einen derartigen Hydraulikverstärker aufweist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Das nachstehend aufgelistete Patentdokument 1 offenbart einen Hydraulikverstärker, der eine Hilfshydraulikdruckquelle hat mit einer Antriebspumpe und einem Druckspeicher, und der eine Druckreguliereinrichtung hat, die ein Schieberventil aufweist und so aufgebaut ist, dass sie den von der Hilfshydraulikdruckquelle gelieferten hydraulischen Druck auf einen Wert einstellt, der dem Betätigungsbetrag eines Bremsbetätigungselementes entspricht, und den so eingestellten hydraulischen Druck zu einer Verstärkungskammer als eine Unterstützungskraft einleitet, in der eine unterstützte Kraft (Summe aus der Bremsbetätigungskraft, die durch einen Fahrer des Fahrzeugs aufgebracht wird, und der vorstehend erwähnten Unterstützungskraft) auf den Kolben des Masterzylinders aufgebracht wird.
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Hydraulikbremssysteme sind nun mehr kommerziell erhältlich, die eine Drucksteuereinheit der Zirkulationsart haben, die eine elektronische Steuereinheit aufweist, die eine Antiblockierbremssteuerung (ABS) und/oder eine elektronische (auf das Fahrzeug bezogene) Stabilitätssteuerung (ESC) ausführt.
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Die elektronische Steuereinheit der Drucksteuereinheit der Zirkulationsart empfängt eine Information von verschiedenen bekannten Sensoren zum Erfassen von beispielsweise den Raddrehzahlen (Radgeschwindigkeiten), dem Hub des Bremsbetätigungsbetrages, des Bremshydraulikdrucks und dem Verhalten des Fahrzeugs. Wenn die elektronische Steuereinheit auf der Basis der empfangenen Information bestimmt, dass es erforderlich ist, den Druck von zumindest einem Radzylinder zu verringern, schließt die elektronische Steuereinheit ein Druckerhöhungssolenoidventil in der Hydraulikleitung, die sich von dem Masterzylinder zu dem Radzylinder erstreckt, und öffnet ein Druckverringerungssolenoidventil in einer Hydraulikleitung, die sich von dem Radzylinder zu einem Niedrigdruckfluidspeicher erstreckt, um dadurch den Radzylinderdruck zu verringern.
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Wenn die elektronische Steuereinheit danach bestimmt, dass es erforderlich ist, den Radzylinderdruck erneut zu erhöhen, öffnet die elektronische Steuereinheit das Druckerhöhungssolenoidventil, schließt das Druckverringerungssolenoidventil und betätigt eine Zirkulationsleistungspumpe, um Bremsfluid in dem Niedrigdruckfluidspeicher anzusaugen und das somit angesaugte Bremsfluid in die Hydraulikleitung zurückkehren zu lassen, die sich von dem Masterzylinder zu dem Radzylinder erstreckt.
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Einige derartige Hydraulikbremssysteme, die die vorstehend beschriebene Drucksteuereinheit der Zirkulationsart aufweisen, haben ein Schließventil, das in der Hydraulikleitung vorgesehen ist, die sich von dem Masterzylinder zu jedem Radzylinder erstreckt, an einem Punkt stromaufwärtig des Punktes (Umkehrpunkt), an dem das durch die Zirkulationspumpe angesaugte Bremsfluid in die Hydraulikleitung zurückkehrt, d. h. der Punkt zwischen dem Masterzylinder und dem Umkehrpunkt, und andere haben kein derartiges Schließventil. Das Schließventil ist während beispielsweise einer ABS-Steuerung geschlossen.
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In der Anordnung ohne Schließventil strömt das durch die Zirkulationspumpe angesaugte Bremsfluid zurück zudem Masterzylinder (dieses Phänomen wird häufig ”Pumpenrückströmung” genannt und auch hier nachstehend so bezeichnet).
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DOKUMENTE DES STANDS DER TECHNIK
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PATENTDOKUMENTE
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Hydraulikbremssysteme sind bekannt, die die vorstehend beschriebene Drucksteuereinheit der Zirkulationsart und einen Verstärker zum Verstärken der durch den Fahrer aufgebrachten Bremskraft aufweisen. Der Verstärker ist typischerweise ein Unterdruckverstärker (Vakuumverstärker), der eine Unterstützungskraft unter Nutzung eines Unterdrucks erzeugt, der in dem Verbrennungsmotor erzeugt wird. Es ist nicht möglich, einen Unterdruck zu verwenden, der in einem Verbrennungsmotor erzeugt wird, um eine derartige Unterstützungskraft zu bewirken, wenn das Fahrzeug ein Hybridelektrofahrzeug (HEV), ein Elektrofahrzeug (EV) oder ein sogenanntes Valvematikfahrzeug ist, bei dem die Ventilanhebebeträge der Einlassventile derart kontinuierlich variabel sind, dass die Einlassventile als Drosselventile dienen. Somit wird nunmehr angestrebt, ein Hydraulikbremssystem dieser Art mit einem Hydraulikverstärker jenes Typs zu schaffen, bei dem ein Hydraulikdruck (Verstärkungsdruck), der in eine Verstärkungskammer eingeleitet wird, auf einen Verstärkungskolben aufgebraucht wird, um eine Unterstützungskraft zu bewirken.
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Wenn aber ein derartiger Hydraulikverstärker anstelle eines Unterdruckverstärkers angewendet wird, kann die Pumpenrückströmung einen anormalen Anstieg des Masterzylinderdrucks und des Verstärkerdrucks verursachen.
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Insbesondere drückt die Pumpenrückströmung, die eine Rückströmung von der Drucksteuereinheit zu dem Masterzylinder ist, den Kolben des Masterzylinders (Masterzylinderkolben) zurück, wodurch auch der Verstärkungskolben (oder ein „Arbeitskolben” eines Unterdruckverstärkers) zurückgedrückt wird.
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Wenn der Verstärker ein Unterdruckverstärker ist, bei dem die Druckdifferenz zwischen der Unterdruckkammer und der Umgebungsdruckkammer auf den Arbeitskolben aufgebracht wird, um die Unterstützungskraft zu erzeugen, wird selbst dann, wenn der Arbeitskolben zurückgedrückt wird, da die in der Umgebungsdruckkammer eingeschlossene Luft aufgrund des Versetzens des Kolbens zusammengedrückt wird, der Druck in der Umgebungsdruckkammer nicht übermäßig ansteigen.
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Wenn der Verstärker ein Hydraulikverstärker ist, wird der Druck auf das in dem Verstärkungskolben abgedichtete Bremsfluid, das ein Öl ist – eine nicht zusammendrückbare Flüssigkeit –, aufgebracht, wenn der Verstärkungskolben durch die Pumpenrückströmung zurückgedrückt wird. Somit neigt der Druck in der Verstärkungskammer dazu, dass er übermäßig ansteigt, bis die Abgabeöffnung zwischen der Verstärkungskammer und dem Umgebungsdruckspeicher sich öffnet und die Verstärkungskammer in eine Kommunikation mit dem Umgebungsdruckspeicher gebracht wird.
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Wenn der Hauptzylinderdruck und der Verstärkungsdruck auf eine anormale Höhe ansteigen, können die Fluiddichtungen des Masterzylinders und des Hydraulikverstärkers beschädigt werden, was zu einer verringerten Haltbarkeit der Fluiddichtungen führt. Wenn der Masterzylinderdruck und der Verstärkungszylinderdruck auf eine extrem hohe Höhe ansteigen, kann dies zu einer Beschädigung des Masterzylinders und/oder des Hydraulikverstärkers führen.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, jeglichen anormalen Anstieg des Masterzylinderdrucks und des Verstärkungsdrucks aufgrund einer Pumpenrückströmung in einem Bremssystem, das einen Hydraulikverstärker und eine Drucksteuereinheit der Zirkulationsart (wie beispielsweise eine ABS-Einheit oder eine ESC-Einheit) hat, zu verhindern, wodurch eine verringerte Haltbarkeit oder eine Beschädigung des Masterzylinders und des Hydraulikverstärkers vermieden wird.
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LÖSUNG DER AUFGABE
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Um die vorstehend erwähnte Aufgabe zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung einen Hydraulikverstärker gegenüber einer der nachstehend beschriebenen drei Arten (1) bis (3) und ein Hydraulikbremssystem der nachstehend beschriebenen Art (4) oder (5).
- (1) Hydraulikverstärker für eine Verwendung in einem Hydraulikbremssystem mit einer Hilfshydraulikdruckquelle, die eine Antriebspumpe und einen Druckspeicher aufweist, einer Druckreguliereinrichtung, die ein Schieberventil aufweist und so aufgebaut ist, dass der von der Hilfshydraulikdruckquelle gelieferte hydraulische Druck auf einen Wert, der einem Betätigungsbetrag eines Bremsbetätigungselementes entspricht, durch ein Versetzen des Schieberventils eingestellt wird, und der somit eingestellte hydraulische Druck in eine Verstärkungskammer eingeleitet wird, und einem Verstärkungskolben zum Erzeugen einer Unterstützungskraft unter dem hydraulischen Druck, der in die Verstärkungskammer eingeleitet wird, wodurch ein Masterkolben eines Masterzylinders mit der unterstützten Kraft betätigt wird, wobei der Hydraulikverstärker des Weiteren zumindest eine Hydraulikleitung aufweist, die die Druckreguliereinrichtung umgeht und durch die entweder die Verstärkungskammer oder die Druckkammer des Masterzylinders mit entweder der Hilfshydraulikdruckquelle oder einem Umgebungsdruckspeicher verbunden ist, und zumindest ein Rückschlagventil aufweist, das in der Hydraulikleitung vorgesehen ist und so aufgebaut ist, dass lediglich eine Abgabe des hydraulischen Drucks von entweder der Verstärkungskammer oder der Druckkammer des Masterzylinders zu der Hilfshydraulikdruckquelle oder dem Umgebungsdruckspeicher ermöglicht ist.
- (2) Hydraulikverstärker mit sämtlichen Merkmalen des vorstehend erwähnten Typs (1), einem Hydraulikverstärker und des Weiteren mit einem Anhaftverhinderungsmechanismus, der so aufgebaut ist, dass ein Ventilkörper des Rückschlagventils zu einer offenen Position bewegt wird, während die Bremsen durch den Fahrer nicht betätigt sind, und der Ventilkörper zu einer geschlossenen Position zurückkehrt, wenn die Bremsen durch den Fahrer betätigt werden, wodurch verhindert wird, dass das Rückschlagventil anhaftet.
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Beispielsweise ist der Ventilkörper des Rückschlagventils durch entweder das Gehäuse des Verstärkers oder ein bewegliches Element gestützt, das in dem Gehäuse beweglich ist, wenn eine Antriebskraft auf dieses aufgebracht wird, wie beispielsweise der Verstärkungskolben oder ein Eingangskolben, durch den die Bremsbetätigungskraft auf den Verstärkungskolben übertragen werden kann, während der Ventilsitz des Rückschlagventils an dem anderen Element, d. h. dem beweglichen Element oder dem Gehäuse, ausgebildet ist. Bei einer derartigen Anordnung kann das Rückschlagventil zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position jedes Mal dann bewegt werden, wenn das bewegliche Element sich in dem Gehäuse bewegt.
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Alternativ kann der Anhaftverhinderungsmechanismus so aufgebaut sein, dass das Rückschlagventil zwischen der offenen und der geschlossenen Position unter der Ausnutzung des Versetzen eines Kolbens bewegt wird, der so aufgebaut ist, dass er unter hydraulischem Druck versetzt wird, der an einer Seite des Kolbens wirkt, wenn die Bremsen durch den Fahrer betätigt werden, d. h. ein hydraulischer Druck, der in der Druckkammer des Masterzylinders erzeugt wird, oder ein hydraulischer Druck, der in die Verstärkungskammer des Hydraulikverstärkers eingeleitet wird (Unterstützungsdruck).
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Des Weiteren kann alternativ der Anhaftverhinderungsmechanismus so aufgebaut sein, dass das Rückschlagventil zwischen der offenen und geschlossenen Position mittels eines elektromagnetischen Aktuators bewegt wird, der durch ein Signal angetrieben wird, das dann erzeugt wird, wenn die Bremsbetätigung gestartet worden ist oder die Bremsen freigegeben worden sind.
- (3) Hydraulikverstärker mit sämtlichen Merkmalen des vorstehend erwähnten Typs (1), bei dem die zumindest eine Hydraulikleitung eine Vielzahl an Hydraulikleitungen aufweist, die parallel zueinander angeordnet sind, und wobei das zumindest eine Rückschlagventil eine Vielzahl an Rückschlagventilen aufweist, die in den jeweiligen Hydraulikleitungen vorgesehen sind.
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Wenn die zumindest eine Hydraulikleitung zwischen der Verstärkungskammer (oder der Druckkammer des Masterzylinders) und dem Umgebungsdruckspeicher vorgesehen ist, wird ein Entlastungsventil als das Rückschlagventil verwendet, das in der Hydraulikleitung vorgesehen ist, das so aufgebaut ist, dass es öffnet, wenn der Hydraulikdruck in der Verstärkungskammer oder dem Masterzylinder einen vorbestimmten Wert überschreitet.
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Der Hydraulikverstärker gemäß einer der vorstehend beschriebenen Typen (1) bis (3), der in einem Hydraulikbremssystem gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist vorzugsweise einer der folgenden Hydraulikverstärker (i) bis (vi):
- (i) ein Hydraulikverstärker, bei dem ein Abschnitt der Hydraulikleitung und das Rückschlagventil in dem Verstärkungskolben vorgesehen sind;
- (ii) ein Hydraulikverstärker, bei dem das Rückschlagventil einen kugelartigen Ventilkörper aufweist;
- (iii) ein Hydraulikverstärker, bei dem das Rückschlagventil einen Ventilkörper aufweist, bei dem zumindest ein Abschnitt, der aus Gummi oder Harz hergestellt ist, so aufgebaut ist, dass er mit einem flachen Ventilsitz in Anlage gebracht wird und außer Anlage gebracht wird, wodurch wahlweise die Hydraulikleitung geöffnet und geschlossen wird;
- (iv) ein Hydraulikverstärker, der ein Gehäuse aufweist, in dem der Verstärkungskolben montiert ist, wobei die Hydraulikleitung einen Zwischenraum aufweist, der in dem Gehäuse definiert ist und die Verstärkungskammer mit der Hilfshydraulikdruckquelle verbindet, und wobei das Rückschlagventil eine ringartige becherförmige Dichtung aufweist, die einen axial mittleren Abschnitt des Zwischenraums abdichtet und eine Öffnung hat, die einem Abschnitt des Zwischenraums zugewandt ist, der zu der Hilfshydraulikquelle führt;
- (v) ein Hydraulikverstärker, der ein Gehäuse aufweist, in dem der Verstärkungskolben montiert ist, wobei die Hydraulikleitung einen Zwischenraum aufweist, der in dem Gehäuse definiert ist und die Verstärkungskammer mit der Hilfshydraulikdruckquelle verbindet, wobei das Rückschlagventil ein ringartiges Abdichtelement aufweist, das in einer ringartigen Nut aufgenommen ist, die in einem axialen mittleren Abschnitt des Zwischenraums so ausgebildet ist, dass es in der ringartigen Nut in einer axialen Richtung des Verstärkungskolbens beweglich ist, wobei das ringartige Abdichtelement zwei entgegengesetzte Seiten hat, die so aufgebaut sind, dass sie die hydraulischen Drücke der Hilfshydraulikdruckquelle und der Verstärkungskammer jeweils empfangen,
wobei das ringartige Abdichtelement so aufgebaut ist, dass es in einer Position gehalten wird, bei der das Abdichtelement eine Öffnung der ringartigen Nut, die einem Abschnitt des Zwischenraums zugewandt ist, der zu der Verstärkungskammer führt, mit Ausnahme dann schließt, wenn der hydraulische Druck der Verstärkungskammer höher ist als der hydraulische Druck in der Hilfshydraulikdruckquelle um einen vorbestimmten Wert, und so aufgebaut ist, dass die Öffnung der ringartigen Nut, die dem Abschnitt des Zwischenraums zugewandt ist, der zu der Verstärkungskammer führt, derart geöffnet wird, dass die Verstärkungskammer mit der Hilfshydraulikdruckquelle durch den Zwischenraum lediglich dann in Kommunikation gelangt, wenn der hydraulische Druck der Verstärkungskammer höher ist als der hydraulische Druck der Hilfshydraulikdruckquelle um den vorbestimmten Wert; und
- (vi) der Hydraulikverstärker gemäß der Definition unter (v), wobei das ringartige Abdichtelement in der ringartigen Nut so aufgenommen ist, dass es in der axialen Richtung des Verstärkungskolbens hin- und hergehend bewegbar ist, und wobei der Hydraulikverstärker des Weiteren einen O-Ring aufweist, der in der ringartigen Nut positioniert ist und so aufgebaut ist, dass er gegen eine radial äußere Fläche oder eine radial innere Fläche des ringartigen Abdichtelementes gedrückt wird, wodurch zwischen dem ringartigen Abdichtelement und einer Bodenfläche abgedichtet wird, wenn das ringartige Abdichtelement in der Position ist, an der das Abdichtelement die Öffnung der ringartigen Nut schließt, die zu dem Abschnitt des Zwischenraums zugewandt ist, der zu der Verstärkungskammer führt.
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Die Hydraulikverstärker (iv), (v) und (vi) sind jeweils in einem Hydraulikbremssystem derart angeordnet, dass die Hydraulikleitung, die das Rückschlagventil aufweist, zwischen der Verstärkungskammer (oder der Druckkammer des Masterzylinders) und der Hilfshydraulikdruckquelle vorgesehen ist.
- (4) Ein Hydraulikbremssystem mit einem der vorstehend beschriebenen Verstärkern (1) bis (3), einem Bremsbetätigungselement, das so aufgebaut ist, dass eine Bremsbetätigungskraft auf den Hydraulikverstärker aufgebracht wird, einem Masterzylinder, der einen Masterkolben hat, der so aufgebaut ist, dass er betätigt wird, während er eine Unterstützungskraft von dem Hydraulikverstärker empfängt, womit ein hydraulischer Druck in dem Masterzylinder erzeugt wird, Radzylindern, die so aufgebaut sind, dass sie eine Bremskraft unter dem von dem Masterzylinder gelieferten hydraulischen Druck erzeugen, einer Drucksteuereinheit der Zirkulationsart, die Druckverringerungssolenoidventile zum Abgeben eines hydraulischen Drucks in den jeweiligen Radzylindern, Druckerhöhungssolenoidventile zum Einleiten des hydraulischen Drucks in die jeweiligen Radzylinder und eine Zirkulationspumpe aufweist zum Ansaugen des Bremsfluides, das von den Radzylindern durch die Druckverringerungssolenoidventile abgegeben wird, und zum Zurückkehren-Lassen des somit angesaugten Bremsfluides in eine Hydraulikleitung, die sich von dem Masterzylinder zu den Radzylindern erstreckt, und einer elektronischen Steuereinheit, die bestimmt, ob es erforderlich ist, den Druck in den jeweiligen Radzylindern zu verringern oder erneut zu erhöhen, und die die entsprechenden Druckverringerungssolenoidventile und Druckerhöhungssolenoidventile auf der Basis der Bestimmung steuert.
- (5) Ein hydraulisches Bremssystem mit sämtlichen Merkmalen des Bremssystems der vorstehend erwähnten Typ (4) und des Weiteren mit einer Steuereinrichtung, die so aufgebaut ist, dass sie zumindest entweder den Masterzylinderdruck und/oder den Verstärkungsdruck überwacht und bewirkt, dass die Pumpe das Ansaugen des Bremsfluides anhält, wenn der erfasste Druck einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Der Masterzylinderdruck und/oder der Verstärkungsdruck können direkt durch einen Drucksensor erfasst werden oder können von der elektrischen Energie (elektrische Stromstärke oder elektrische Spannung) abgeschätzt werden, die zu dem Druckerhöhungssolenoidventil und Druckverringerungssolenoidventil oder zu dem Motor zum Antreiben der Pumpe oder der Drucksteuereinheit der Zirkulationsart geliefert wird.
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Indem der Masterzylinderdruck oder der Verstärkungsdruck mittels eines Drucksensors überwacht wird, ist, wenn der Masterzylinderdruck oder Verstärkungsdruck den Druck überschreitet, bei dem das Rückschlagventil öffnen soll, eine Schlussfolgerung dahingehend möglich, dass das Rückschlagventil anhaftet. Somit ist es, indem bewirkt wird, dass die Pumpe das Ansaugen des Bremsfluides in einer derartigen Situation anhält, möglich, einen anormalen Anstieg des Masterzylinderdrucks und Verstärkungsdrucks zu verhindern.
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Wenn das Hydraulikbremssystem wie vorstehend beschrieben Druckerhöhungs- und -Verringerungssolenoidventile hat, ist es, indem die elektronische Steuereinheit derart aufgebaut ist, dass die Stromstärken oder Spannungen, die dem Druckunterschied zwischen dem Masterzylinderdruck und den jeweiligen Radzylinderdrücken entsprechen und die zu den jeweiligen Solenoidventilen in der in den nachstehend beschriebenen JP-Patentveröffentlichungen
JP 2003-19952 A und
JP 2007-91051 A detailliert beschriebenen Art und Weise geliefert werden, möglich, den Masterzylinderdruck aus den Stromstärken oder Spannungen abzuschätzen, die zu den Solenoidventilen geliefert werden. Die Stromstärke oder Spannung, die zu dem Motor zum Antreiben der Pumpe der Drucksteuereinheit der Zirkulationsart geliefert wird, schwankt außerdem mit der Last, sodass es möglich ist, den Masterzylinderdruck aus der Stromstärke oder der Spannung zum Antreiben dieses Motors ebenfalls abzuschätzen. Somit kann die Pumpe auch so gesteuert werden, dass das Ansaugen von Bremsfluid angehalten wird, wenn der so abgeschätzte Masterzylinderdruck den Grenzwert überschreitet.
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VORTEILE DER ERFINDUNG
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Bei dem Hydraulikverstärker und dem Hydraulikbremssystem gemäß der vorliegenden Erfindung öffnet, wenn der Kolben des Masterzylinders und der Verstärkungskolben aufgrund der Pumpenrückströmung zurückgedrückt werden, das Rückschlagventil unter dem erhöhten Druck in der Verstärkungskammer, wobei der Druck in der Verstärkungskammer in die Hilfshydraulikdruckquelle oder in den Umgebungsdruckspeicher freigegeben wird. Dadurch wird eine übermäßige Zunahme des Drucks in der Verstärkungskammer verhindert, was wiederum eine verminderte Haltbarkeit und eine mögliche Beschädigung des Masterzylinders und des Hydraulikverstärkers aufgrund des übermäßigen Drucks verhindert.
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Indem der übermäßige Druckanstieg in der Verstärkungskammer verhindert wird, wird ein günstiges Bremsbetätigungsempfinden ebenfalls beibehalten.
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Indem der Anhaftverhinderungsmechanismus hinzugefügt wird, ist es möglich, die Möglichkeit, dass das Rückschlagventil anhaftet, zu minimieren, was einen sogenannten Fail-Safe-Betrieb sicherstellt (Betrieb mit Schutz gegenüber einem Versagen).
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Bei dem Aufbau, bei dem eine Vielzahl an Hydraulikleitungen vorhanden sind, die parallel zueinander angeordnet sind und wobei jede einen aus der Vielzahl der Rückschlagventile enthält, dient/dienen selbst dann, wenn irgendeines der Vielzahl an Rückschlagventilen anhaftet, das verbleibende/die verbleibenden normal arbeitenden Rückschlagventil/Rückschlagventile der erwarteten Funktion. Somit schafft dieser Aufbau einen noch besseren Fail-Safe-Betrieb.
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Bei dem Aufbau, bei dem die Steuereinrichtung den Masterzylinderdruck oder den Verstärkungsdruck überwacht und das Ansaugen des Bremsfluides durch die Pumpe anhält, wenn der erfasste Druck den vorbestimmten Grenzwert überschreitet, ist es, da die Pumpe das Ansaugen des Bremsfluides anhält, wenn das Rückschlagventil anhaftet und der Druck nicht freigegeben werden kann, ebenfalls möglich, einen anormalen Anstieg des Masterzylinderdrucks und des Verstärkungsdrucks zu verhindern.
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Vorzugsweise wird die Steuereinrichtung zusammen mit dem Rückschlagventil derart angewendet, dass in einem Notfall, bei das Rückschlagventil anhaftet, die Steuereinrichtung das Ansaugen des Bremsfluides durch die Pumpe anhält. Aber diese Steuereinrichtung kann allein angewendet werden, d. h. ohne das Vorsehen des Rückschlagventils, sodass die Steuereinrichtung das Ansaugen des Bremsfluides durch die Pumpe immer dann anhält, wenn dies erforderlich ist, um eine Verringerung der Haltbarkeit der Fluiddichtungen und eine Beschädigung des Masterzylinders und des Hydraulikverstärkers, die sich aufgrund der Pumpenrückströmung ergeben könnte, zu verhindern.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Hydraulikverstärkers und eines Hydraulikbremssystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Hydraulikverstärkers und eines Hydraulikbremssystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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3 zeigt eine Schnittansicht eines Hydraulikbremssystems mit einem Rückschlagventil, das in einem Verstärkungskolben vorgesehen ist (Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels).
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4 zeigt eine Schnittansicht eines Hydraulikbremssystems mit einem Rückschlagventil, das in einem Verstärkungskolben vorgesehen ist (Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels).
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5 zeigt eine Schnittansicht eines Rückschlagventils, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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6 zeigt eine Schnittansicht eines anderen Rückschlagventils, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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7 zeigt eine Schnittansicht von wiederum anderen Rückschlagventilen, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, wobei die Orte gezeigt sind, an denen diese Rückschlagventile vorgesehen sind.
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8 zeigt eine Schnittansicht einer becherförmigen Dichtung, die als jedes der Rückschlagventile aus 7 angewendet wird.
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9(a) zeigt eine Schnittansicht von einem wiederum anderen Rückschlagventil, das in der vorliegenden Erfindung angewendet wird, wobei seine geschlossene Position gezeigt ist; und 9(b) zeigt eine Schnittansicht des Rückschlagventils aus 9(a), wobei seine offene Position gezeigt ist.
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10 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Hydraulikverstärkers mit einem Anhaftverhinderungsmechanismus für das Rückschlagventil.
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11 zeigt eine Schnittansicht eines Beispiels des Anhaftverhinderungsmechanismus.
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12 zeigt eine Schnittansicht eines anderen Anhaftverhinderungsmechanismus.
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13 zeigt eine Schnittansicht eines wiederum anderen Anhaftverhinderungsmechanismus.
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14 zeigt eine Schnittansicht eines wiederum anderen Anhaftverhinderungsmechanismus.
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15 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Hydraulikverstärkers mit einer Vielzahl an Hydraulikleitungen, die parallel zueinander angeordnet sind und von denen jede ein Rückschlagventil enthält.
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16 zeigt schematisch ein Hydraulikbremssystem mit der Funktion zum Anhalten des Ansaugens von Bremsfluid durch die Pumpe, wenn das Rückschlagventil anhaftet.
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17 zeigt schematisch ein anderes Hydraulikbremssystem mit der Funktion zum Anhalten des Ansaugens des Bremsfluides durch die Pumpe, wenn das Rückschlagventil anhaftet.
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BESTER MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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Unter Bezugnahme auf die 1 bis 17 sind die Ausführungsbeispiele des Hydraulikverstärkers gemäß der vorliegenden Erfindung und des Hydraulikbremssystems mit diesem Hydraulikdruckverstärker beschrieben.
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Das in 1 gezeigte Hydraulikbremssystem (erstes Ausführungsbeispiel) hat ein Bremsbetätigungselement 1 (das ein Bremspedal in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist), einen Masterzylinder 2, einen Hydraulikverstärker 3, Radzylinder 4, die eine Bremskraft auf der Basis eines von dem Masterzylinder 2 gelieferten hydraulischen Druckes erzeugen, eine Drucksteuereinheit 30 der Zirkulationsart und eine elektronische Steuereinheit 5. Das Bremssystem hat des Weiteren einen Umgebungsdruckspeicher 6 als eine Nachfüllfluidquelle. Das Bremssystem hat des Weiteren Sensoren, die eine Information liefern, die für die elektronische Steuereinheit 5 erforderlich ist, um zu bestimmen, ob die Drücke der jeweiligen Radzylinder 4 erhöht oder verringert werden. Aber diese Sensoren sind nicht gezeigt.
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Der gezeigte Masterzylinder 2 ist ein bekannter Tandemmasterzylinder mit Masterkolben 2a und Rückstellfedern 2c, bei dem ein hydraulischer Druck in Druckkammern 2b durch ein Antreiben der Masterkolben 2a erzeugt wird.
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Der Hydraulikverstärker 3 hat eine Hilfshydraulikdruckquelle 7 und eine Druckreguliereinrichtung 8, die zwischen der Hilfshydraulikdruckquelle 7 und einer Verstärkungskammer 3b angeordnet ist. Druckreguliereinrichtung 8 stellt den hydraulischen Druck, der von der Hilfshydraulikdruckquelle 7 geliefert wird, auf einen Druck ein, der dem Betätigungsbetrag des Bremsbetätigungselementes 1 entspricht, und leitet den somit eingestellten hydraulischen Druck in die Verstärkungskammer 3b ein.
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Der hydraulische Druck (Verstärkungsdruck), der in die Verstärkungskammer 3b eingeleitet wird, wird auf einen Verstärkungskolben 3c des Hydraulikverstärkers 3 als eine Unterstützungskraft so aufgebracht, dass der Verstärkungskolben 3c die Masterkolben 2a des Masterzylinders mit einer unterstützen Kraft (Antriebskraft) antreibt. Der Hydraulikverstärker 3 hat des Weiteren eine Hydraulikleitung 12 und ein Rückschlagventil 13, die kennzeichnende Merkmale der vorliegenden Erfindung sind. Durch die Hydraulikleitung 12 steht die Verstärkungskammer 3b mit der Hilfshydraulikdruckquelle 7 in Kommunikation. Das Rückschlagventil 13 ist in der Hydraulikleitung 12 vorgesehen.
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Die Hilfshydraulikdruckquelle 7 hat eine Pumpe 7a, einen Motor 7b zum Antreiben der Pumpe 7a, einen Druckspeicher 7c und einen Drucksensor 7d. Der Motor 7b wird wahlweise auf der Basis des Signals von dem Drucksensor 7d eingeschaltet und ausgeschaltet, um den hydraulischen Druck, der in den Druckspeicher 7c gespeichert wird, zwischen vorbestimmten oberen und unteren Grenzwerten zu halten.
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Die Druckreguliereinrichtung 8 hat ein Schieberventil 8a, das unter der Betätigungskraft von dem Bremsbetätigungselement 1 versetzt wird, und eine Rückstellfeder 8b für das Schieberventil 8a. Die Druckreguliereinrichtung 8 hat des Weiteren einen Einlasskanal 8c und einen Abgabekanal 8d, die beide in dem Verstärkungskolben 3c ausgebildet sind.
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Der Einlasskanal 8c und der Abgabekanal 8d werden wahlweise geöffnet, wenn das Schieberventil 8a versetzt wird. Indem der Einlasskanal 8c öffnet, steht die Verstärkungskammer 3b mit der Hilfshydraulikdruckquelle 7 in Kommunikation. Wenn der Abgabekanal 8d öffnet, steht die Verstärkungskammer 3b mit dem Umgebungsdruckspeicher 6 durch eine Fluidkammer 9 in Kommunikation.
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Die Druckreguliereinrichtung 8 bringt somit wahlweise die Verstärkungskammer 3b in Kommunikation mit entweder der Hilfshydraulikdruckquelle 7 oder dem Umgebungsdruckspeicher 9, oder versperrt die Verstärkungskammer 3b von sowohl der Hilfshydraulikdruckquelle 7 als auch dem Umgebungsdruckspeicher 9 durch das Versetzen des Schieberventils 8a. Somit stellt die Druckreguliereinrichtung 8 den hydraulischen Druck, der in die Verstärkungskammer 3b von der Hilfshydraulikdruckquelle 7 eingeleitet wird (Verstärkungsdruck), auf einen Wert ein, der dem Betätigungsbetrag des Bremsbetätigungselementes entspricht. Da dieser Drucksteuermechanismus selbst gut bekannt ist, unterbleibt seine detaillierte Beschreibung hier.
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Der Verstärkungskolben 3c wird unter dem Verstärkungsdruck nach vorn gebracht, der in der Verstärkungskammer 3b erzeugt wird, und seine Axialkraft (unterstütze Kraft) wird zu den Masterkolben 2a in dem Masterzylinder 2 durch ein Kraftübertragungselement 10 übertragen zum Antreiben der Masterkolben 2 und somit zum Erzeugen des Bremshydraulikdrucks in den Druckkammern 2b. Wenn in diesem Tandemmasterzylinder der Masterkolben 2a an der rechten Seite in 1 angetrieben wird und der hydraulische Druck in der rechten Druckkammer 2b erzeugt wird, wird der linke Masterkolben 2a ebenfalls unter dem hydraulischen Druck in der rechten Druckkammer 2b angetrieben. Dies erzeugt den hydraulischen Druck in der linken Druckkammer 2b, der gleich dem hydraulischen Druck in der rechten Druckkammer 2b ist.
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Die Drücke, die in den jeweiligen Druckkammern 2b des Masterzylinders erzeugt werden, werden mit dem Verstärkungsdruck in der Verstärkungskammer 3b ausgeglichen. Die Reaktionskraft der Drücke in den Druckkammern 2b wird von den Masterkolben 2a zu dem Bremsbetätigungselement 1 durch das Kraftübertragungselement 10, eine Gummischeibe 11 und das Schieberventil 8a übertragen. Die Gummischeibe 11 dient dazu, eine Reaktionskraft zu erzeugen, die dem Bremsbetätigungsbetrag entspricht. Die Gummischeibe 11 ist ein bevorzugtes Element, aber es handelt sich hierbei nicht um ein wesentliches Element.
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Für die Kompaktheit des gesamten Systems sind die Hydraulikleitung 12 und das Rückschlagventil 13 vorzugsweise in dem Verstärkungskolben 3c vorgesehen, wie dies in 3 gezeigt ist, aber, wie dies in 1 gezeigt ist, kann die Hydraulikleitung 12 auch außerhalb des Gehäuses 3a vorgesehen sein, wobei das Rückschlagventil 13 in dieser Hydraulikleitung 12 vorgesehen ist.
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Die Hydraulikleitung 12 in 3 ist ein Loch, das in dem Verstärkungskolben 3c ausgebildet ist, und es verbindet die Verstärkungskammer 3b mit einer Zwischenkammer 14. Die Zwischenkammer 14 ist zwischen dem Verstärkungskolben 3c und dem Gehäuse (Zylinderelement) 3a definiert, in welchem der Verstärkungskolben 3c montiert ist, und ist mit der Hilfshydraulikdruckquelle 7 stets in Kommunikation.
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Das Rückschlagventil 13 ermöglicht eine Fluidströmung von der Verstärkungskammer 3b zu der Hilfshydraulikdruckquelle 7 und verhindert eine Fluidströmung in der Rückwärtsrichtung. Das Rückschlagventil 13 hat einen Ventilkörper, der die hydraulischen Drücke in der Verstärkungskammer 3b und der Hilfsfluiddruckquelle 7 an seinen entgegengesetzten Enden empfängt, und eine Feder, die den Ventilkörper zu der geschlossenen Position hin vorspannt. Wenn der hydraulische Druck in der Verstärkungskammer 3b um einen vorbestimmten Wert höher wird als der hydraulische Druck in der Hilfshydraulikdruckquelle 7, bewegt sich der Ventilkörper aufgrund der Differenz des hydraulischen Drucks, und das Rückschlagventil 13 öffnet.
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Die Drucksteuereinheit 30 der Zirkulationsart ist eine bekannte Einheit, die Druckverringerungssolenoidventile 31, Druckerhöhungssolenoidventile 32, Niedrigdruckfluidspeicher 33 für ein vorübergehendes Speichern von Bremsfluid, das von den Radzylindern 4 abgegeben wird, Zirkulationspumpen 34 zum Ansaugen des Bremsfluides, das von den Radzylindern 4 abgegeben wird, und zum Zurückkehren-Lassen des somit angesaugten Bremsfluides in die Hydraulikleitungen 15, die sich von dem Masterzylinder 2 zu den jeweiligen Radzylindern 4 erstrecken, und einen Motor 35 zum Antreiben der Pumpen 34 hat.
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Die Druckverringerungsventile 31 und die Druckerhöhungsventile 32 der Drucksteuereinheit 30 der Zirkulationsart können Ein-Aus-Solenoidventile oder bekannte Linearsolenoidventile sein, bei denen der Grad an Öffnung des Ventilabschnittes gemäß der Intensität der auf die Wicklung aufgebrachten elektrischen Stromstärke einstellbar ist.
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Wenn in dem in 1 gezeigten Hydraulikbremssystem die Pumpen 34 durch die elektronische Steuereinheit 5 während des Bremsens aktiviert werden, werden die Masterkolben 2a des Masterzylinders 2 und der Verstärkungskolben 3c aufgrund der Pumpenrückströmung zurückgedrückt. Zu diesem Zeitpunkt (d. h. während die Pumpen 34 aktiviert sind) wird die Verstärkungskammer 3b von sowohl dem Umgebungsdruckspeicher 6 als auch der Hilfshydraulikdruckquelle 7 getrennt und somit abgedichtet.
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Wenn der Verstärkungskolben 3c in diesem Zustand zurückgedrückt wird, steigt der hydraulische Druck in der Verstärkungskammer 3b bis über den hydraulischen Druck in der Hilfshydraulikdruckquelle 7 an. Wenn die Differenz im hydraulischen Druck zwischen ihnen (Druckdifferenz) einen vorbestimmten Wert danach überschreitet, öffnet das Rückschlagventil 13 unter dieser Druckdifferenz, wobei der hydraulische Druck in der Verstärkungskammer 3b in die Hilfshydraulikdruckquelle 7 abgegeben wird. Dies verhindert einen übermäßigen Anstieg des Drucks in der Verstärkungskammer 3b, womit die Möglichkeit einer verringerten Haltbarkeit und auch einer Beschädigung des Masterzylinders und des Hydraulikverstärkers, die sich aufgrund eines anormalen Druckanstiegs ergeben kann, beseitigt wird, und wobei außerdem das Bremspedalempfinden verbessert wird.
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2 zeigt das Hydraulikbremssystem des zweiten Ausführungsbeispiels, bei dem die Hydraulikleitung 12 zwischen der Verstärkungskammer 3b und dem Umgebungsdruckspeicher 6 vorgesehen ist, wobei das Rückschlagventil 13 in dieser Hydraulikleitung 12 vorgesehen ist. Das Rückschlagventil 13 von diesem Ausführungsbeispiel ist ein Entlastungsventil, das öffnet, wenn der hydraulische Druck in der Verstärkungskammer 3b einen vorbestimmten Wert überschreitet. Der Druck, bei dem das Rückschlagventil 13 öffnet, ist vorzugsweise auf einen Wert festgelegt der geringfügig höher als der obere Grenzwert des Verstärkungsdrucks ist, der beizubehalten ist, sodass dann, wenn die Pumpenrückströmung auftritt, der hydraulische Druck in der Verstärkungskammer 3b in den Umgebungsdruckspeicher 6 durch das Rückschlagventil 13 abgegeben wird, wodurch ein anormaler Druckanstieg in der Verstärkungskammer 3b verhindert wird.
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Auch in dem zweiten Ausführungsbeispiel sind aus Gründen der Kompaktheit des Hydraulikbremssystems die Hydraulikleitung 12 und das Rückschlagventil 13 vorzugsweise in dem Verstärkungskolben 3c vorgesehen, wie dies in 4 gezeigt ist. In 4 öffnet die Hydraulikleitung 12 zu der Fluidkammer 9, sodass die Verstärkungskammer 3b mit dem Umgebungsdruckspeicher 6 durch die Fluidkammer 9 in Kommunikation steht.
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Das in dem Hydraulikverstärker der vorliegenden Erfindung verwendete Rückschlagventil 13 ist vorzugsweise ein Rückschlagventil der in 5 bis 9 gezeigten Arten. Das in 5 gezeigte Rückschlagventil 13 hat einen Kugelventilkörper 13a, der durch eine Feder 13b zu einer Ventilschließposition vorgespannt ist, wenn der Ventilkörper 13a gegen einen konischen Ventilsitz 13c gedrückt wird. Dieses Ventil hat einen einfachen Aufbau und somit eine hohe Produktivität.
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Das Rückschlagventil 13 aus 6 hat einen Ventilkörper 13a, wobei zumindest sein Abschnitt in Anlage mit einem flachen Ventilsitz 13c gebracht wird, der aus Gummi oder Harz (Kunststoff) hergestellt ist. Indem der Ventilkörper 13a zu einem Kontakt mit dem Ventilsitz 13c und aus einem Kontakt mit dem Ventilsitz 13c herausbewegt wird, wird die Hydraulikleitung 12 wahlweise geöffnet und geschlossen. Das Rückschlagventil 13 aus 6 hat ebenfalls einen einfachen Aufbau und eine hohe Produktivität.
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Das Rückschlagventil 13 aus 8 wird in dem Hydraulikbremssystem des ersten Ausführungsbeispiels (in 3 gezeigt) verwendet und hat eine ringartige Becherdichtung 13d, die in einem Zwischenraum 16 vorgesehen ist, durch den die Verstärkungskammer 3b mit der Hilfshydraulikdruckquelle 7 so in Kommunikation steht, dass der Zwischenraum 16 abgedichtet ist. Genauer gesagt sitzt die Becherdichtung 13 in einer ringartigen Abdichtnut 13e, die an einem Zwischenabschnitt des Zwischenraums 16 ausgebildet ist, wobei die Öffnung des Becherelementes 13d, die zu dem Abschnitt des Zwischenraums 16 gewandt ist, zu der Hilfshydraulikdruckquelle 7 führt.
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Der gezeigte Zwischenraum 16 ist ein Zwischenraum, der unvermeidlich in dem Gehäuse 3a, in welchem der Verstärkungskolben 3c montiert ist, aus strukturellen Gründen des Hydraulikverstärkers ausgebildet ist. Wie dies in 7 gezeigt ist, ist ein derartiger unvermeidlich vorgesehener Zwischenraum 16 zwischen einer Zylinderkammer, die in dem Gehäuse 3a definiert ist, und dem Verstärkungskolben 3c ausgebildet, der in der Zylinderkammer eingeführt ist, oder zwischen dem Verstärkungskolben 3c und einer Führungshülse 17 ausgebildet, die zwischen dem Verstärkungskolben 3c und dem Schieberventil 8a angeordnet ist. Die Verstärkungskammer 3b steht mit der Hilfshydraulikdruckquelle 7 über diesen Zwischenraum 16 in Kommunikation. Somit ist es eine übliche Praxis, ein zwischen den Flächen vorgesehenes Abdichtelement in dem Zwischenraum 16 vorzusehen, um zwischen dem Verstärkungskolben 3c und dem Schieberventil 8a abzudichten.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird anstelle eines derartigen erforderlichen herkömmlichen zwischen den Flächen vorgesehenen Abdichtelementes die in 8 gezeigte Becherdichtung verwendet, wie dies in 8 gezeigt ist, und ist als das Rückschlagventil 13 der vorliegenden Erfindung positioniert. Der Zwischenraum 16 kann ein neu ausgebildeter Zwischenraum sein. Jedoch sitzt die Becherdichtung, die das Rückschlagventil aus 8 ausbildet, vorzugsweise in dem vorstehend beschriebenen unvermeidlich ausgebildeten Zwischenraum 16 anstelle des herkömmlichen zwischen den Flächen vorgesehenen Abdichtelementes wie beispielsweise ein O-Ring, um eine Zunahme der Anzahl an Teilen zu vermeiden und somit die Kosten zu minimieren.
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Das Rückschlagventil 13 aus den 9(a) und 9(b) wird ebenfalls in dem Hydraulikbremssystem des ersten Ausführungsbeispiels verwendet (in 3 gezeigt). Dieses Rückschlagventil 13 ist ebenfalls in einem Zwischenraum 16 vorgesehen, der in dem Gehäuse 3a vorhanden ist und durch den die Verstärkerkammer 3b mit der Hilfshydraulikdruckquelle 7 in Kommunikation steht. Das Rückschlagventil 13 aus 9 hat ein ringartiges Abdichtelement 13f mit einem keilförmigen Abschnitt und mit entgegengesetzten Endflächen, an denen hydraulische Drücke der Hilfshydraulikdruckquelle 7 und der Verstärkerkammer 3b jeweils wirken. Dieses ringartige Abdichtelement 13f ist in einer ringartigen Nut 13g so aufgenommen, dass es in der Richtung der Achse des Verstärkerkolbens 3c beweglich ist.
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Die (gemäß den 9(a) und 9(b)) linke Endfläche der Endflächen des ringartigen Abdichtelementes 13f ist mit einem Kanal in der Form eines Schlitzes s ausgebildet, durch den die Öffnung 16i der ringartigen Nut 13g, die dem Abschnitt des Zwischenraums 16 zugewandt ist, zu der Verstärkungskammer führt, wobei eine Kommunikation mit der Öffnung 160 der ringartigen Nut 13g bewirkt wird, die dem Abschnitt des Zwischenraums 16 zugewandt ist, der zu der Hilfshydraulikdruckquelle führt, während die linke Endfläche des ringartigen Abdichtelementes mit der Endwand der ringartigen Nut 13g in Kontakt steht.
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Das ringartige Abdichtelement 13f wird an einer Position gehalten, an der das Abdichtelement 13f die Öffnung 16i, die der Verstärkungskammer zugewandt ist, unter dem hydraulischen Druck der Hilfshydraulikdruckquelle 7 mit Ausnahme des Falles schließt, der sich dann ergibt, wenn der hydraulische Druck der Verstärkungskammer 3b um einen vorbestimmten Wert höher ist oder über dem hydraulischen Druck in der Hilfshydraulikdruckquelle 7 liegt. Wenn der hydraulische Druck der Verstärkungskammer 3b den hydraulischen Druck der Hilfshydraulikdruckquelle 7 um den vorstehend erwähnten vorbestimmten Wert oder mehr überschreitet, öffnet die Öffnung 16i, die der Verstärkungskammer zugewandt ist. Wenn die Öffnung 16i öffnet, gelangt die Verstärkungskammer 3b mit der Hilfshydraulikdruckquelle 7 durch den Zwischenraum 16 in Kommunikation, sodass der hydraulische Druck der Verstärkungskammer 3b in die Hilfshydraulikdruckquelle 7 abgegeben wird.
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Das ringartige Abdichtelement 13f des Rückschlagventils 13 aus 9 ist vorzugsweise aus einem harten Kunststoff hergestellt, der härter als Gummi ist. Dies ist der Fall, weil ein ringartiges Abdichtelement 13f, das aus einem derartigen harten Kunststoff hergestellt ist, in ausreichender Weise der Hydraulikdruckdifferenz, die zwischen der Verstärkungskammer 3b und der Hilfshydraulikdruckquelle 7 erzeugt wird, widerstehen kann und somit eine ausreichende Haltbarkeit dann aufzeigt, wenn es in einer derartigen Umgebung angewendet wird.
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In der Anordnung von 9 kann das Element, das mit der ringartigen Nut 13g ausgebildet ist (das die Führungshülse 17 sein kann) mit einer abgeschrägten Fläche einstückig ausgebildet sein, die der abgeschrägten Fläche des ringartigen Abdichtelementes 13f entspricht, sodass diese abgeschrägte Fläche als ein Ventilsitz dient, an welchem das ringartige Abdichtelement 13f so konfiguriert ist, dass es dann gesetzt wird, wenn es in der geschlossenen Position ist.
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Wenn das ringartige Abdichtelement 13f aus einem harten Kunststoff hergestellt ist, hat, wie dies in 9 gezeigt ist, das Rückschlagventil vorzugsweise des Weiteren einen O-Ring 13h, der in der ringartigen Nut 13g montiert ist und daran angepasst ist, das ringartige Abdichtelement 13f in der geschlossenen Position zu halten, in dem er in einen engen Kontakt mit der radial inneren Fläche des ringartigen Abdichtelementes 13f gelangt (oder mit der radial äußeren Fläche des ringartigen Abdichtelementes 13f, wenn die ringartige Nut 13g radial außerhalb des ringartigen Abdichtelementes 13f angeordnet ist). Diese Abdichtanordnung schafft eine noch stabilere Abdichtung als eine Kombination aus einem harten Ventilkörper und einem harten Ventilsitz.
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In den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen sind die Hydraulikleitung 12 und das Rückschlagventil 13 zwischen der Verstärkungskammer 3b und der Hilfshydraulikdruckquelle 7 (oder dem Umgebungsdruckspeicher 6) vorgesehen. Aber sie können zwischen den Druckkammern 2b des Masterzylinders und der Hilfshydraulikdruckquelle vorgesehen sein. Auch in dieser Anordnung ist das Rückschlagventil 13 ein Entlastungsventil, das so aufgebaut ist, dass es lediglich dann öffnet, wenn der Masterzylinderdruck einen vorbestimmten Wert überschreitet.
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10 zeigt einen Hydraulikverstärker mit einer Einrichtung zum Verhindern, dass das Rückschlagventil 13 anhaftet. Die Anordnung in 10 ist dem Hydraulikbremssystem aus 3 dahingehend identisch, dass die Verstärkungskammer 3b mit der Hilfshydraulikdruckquelle 7 durch die Hydraulikleitung 12 verbunden ist, wobei ein Abschnitt der Hydraulikleitung 12 in dem Verstärkungskolben 3c vorgesehen ist und das Rückschlagventil 13 ebenfalls in dem Verstärkungskolben 3c vorgesehen ist. Die Anordnung aus 10 unterscheidet sich von dem Hydraulikbremssystem aus 3 dahingehend, dass sie des Weiteren einen Mechanismus 18 zum Verhindern des Anhaftens des Rückschlagventils 13 aufweist.
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Der Anhaftverhinderungsmechanismus 18, der in dem Hydraulikverstärker 3 in 10 vorgesehen ist, hat einen Drückstift 18a, der an dem Ventilkörper 13a des Rückschlagventils 13 vorgesehen ist, einen Anschlag 18b zum Stoppen des Drückstiftes 18a (in 10 dient die innere Endfläche des Gehäuses 3a als der Anschlag 18b), und eine Ventilabdichtung 18c, die eine Öffnung der Hydraulikleitung 12 umgibt und zu der Verstärkungskammer 3b offen ist.
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Der Ventilkörper 13a und der Ventilsitz 13 des Rückschlagventils 13 sind in dem Verstärkungskolben 3c montiert (derart, dass der Ventilkörper 13a nicht aus dem Verstärkungskolben 3c gelangen kann). Wenn die Hauptbremsen (Servicebremsen) durch den Fahrer betätigt werden, wird der Verstärkungskolben 3c aus seiner anfänglichen Position (an welcher der Kolben 3c in Anlage mit dem Anschlag 18b ist) zu der in 10 gezeigten Position nach vorn gebracht, wobei das Rückschlagventil 13 mit dem Drückstift 18a geschlossen wird, der in die Verstärkungskammer 3b vorragt.
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Wenn der Fahrer die Bremsen freigibt und der Verstärkungskolben 3c zu der anfänglichen Position zurückkehrt, gelangt der Drückstift 18a in Anlage an dem Anschlag 18b unmittelbar bevor der Kolben 3c zu seiner anfänglichen Position zurückkehrt. Dadurch wird der Ventilkörper 13a von dem Ventilsitz 13c getrennt, wodurch das Rückschlagventil 13 öffnet. Gleichzeitig gelangt die Ventildichtung 18c mit dem Anschlag 18b in Kontakt, wobei die Hydraulikleitung 12 geschlossen wird, womit eine Fluidkommunikation zwischen der Hilfshydraulikquelle 7 und der Verstärkungskammer 3b durch die Hydraulikleitung 12 geschlossen wird.
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Der Anhaftverhinderungsmechanismus 18 bewirkt, dass das Rückschlagventil 13 zwischen der offenen und der geschlossenen Position jedes Mal dann bewegt wird, wenn die Bremsen durch den Fahrer betätigt werden. Dies beseitigt die Möglichkeit, dass das Rückschlagventil 13 eine lange Zeitspanne lang ortsfest gehalten wird, und somit wird das Anhaften des Rückschlagventils 13 aufgrund dessen, dass das Rückschlagventil 13 eine lange Zeitspanne lang ortsfest gehalten wird, verhindert. Da in der Anordnung von 10 das Rückschlagventil 13 und der Anhaftverhinderungsmechanismus 18 in dem Verstärkungskolben 3b montiert sind, hat das gesamte System eine kleine Größe und nimmt einen kleineren Raum ein.
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Die 11 bis 14 zeigen verschiedene Anhaftverhinderungsmechanismen 18. 11 zeigt ein Rückschlagventil 13 mit einer Ventilkammer Vc, die in einem Gehäuse 19 definiert ist und einen Ventilsitz 13c hat, und einem Ventilkörper 13a, der in der Ventilkammer Vc montiert ist. Das Gehäuse 19, das das eingebaute Rückschlagventil 13 aufweist, definiert des Weiteren einen Zylinder 19a, in welchem ein Kolben 18d montiert ist, wobei eine Seite des Kolbens 18d einer Fluidkammer c1 zugewandt ist, die mit der Verstärkungskammer 3b oder den Druckkammern 2b des Masterzylinders in Kommunikation steht, und wobei seine andere Seite einer Fluidkammer c2 zugewandt ist, die mit dem Umgebungsdruckspeicher 6 in Kommunikation steht. Eine Ventildichtung 18c ist an der einen Seite des Kolbens 18d montiert.
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Der Kolben 18d wird durch eine Feder 18e zu dem Rückschlagventil 13 hin vorgespannt. Somit drückt, während die Bremsen nicht angewendet sind und somit kein hydraulischer Druck in der Fluidkammer c1 erzeugt wird, ein Drückstift 18a, der an dem Kolben 18d vorgesehen ist, den Ventilkörper 13a, wobei das Rückschlagventil 13 geöffnet wird, während die Hydraulikleitung 12 mit der Ventildichtung 18c geschlossen wird.
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Wenn dieser Anhaftverhinderungsmechanismus 18 angewendet wird, wird die Ventilkammer Vc in Kommunikation mit entweder der Hilfshydraulikdruckquelle 7 oder dem Umgebungsdruckspeicher 6 gebracht; wird die Fluidkammer c1 in Kommunikation mit der Verstärkungskammer 3b oder den Druckkammern 2b des Masterzylinders gebracht; und wird die Fluidkammer c2 in Kommunikation mit dem Umgebungsdruckspeicher 6 gebracht.
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Wenn der Fahrer die Bremsen anwendet und der unterstützte Druck oder der Masterzylinderdruck in die Fluidkammer c1 eingeleitet wird, wird der Kolben 18d zu der Fluidkammer c2 gedrückt, womit das Rückschlagventil 13 geschlossen wird. Somit wird auch in dieser Anordnung das Rückschlagventil 13 jedes Mal dann geöffnet oder geschlossen, wenn die Bremsen durch den Fahrer betätigt werden.
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In der Anordnung von 12 ist der Kolben 18d ein mit einem Absatz versehener Kolben, der derart aufgebaut ist, dass der in die Fluidkammer c1 eingeleitete hydraulische Druck und der in eine zusätzliche Fluidkammer c3 eingeleitete hydraulische Druck jeweils an der ersten Seite des Kolbens 18d wirken. Die eine Fluidkammer c1 und die andere Fluidkammer c3 stehen mit der Verstärkungskammer 3b und den Druckkammern 2b des Masterzylinders jeweils in Kommunikation. Ansonsten ist die Anordnung aus 12 im Hinblick auf den Aufbau zu der Anordnung aus 11 im Aufbau identisch. Ihr Betrieb ist zu der Anordnung von 11 ebenfalls identisch.
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Auch in der Anordnung in 13 ist der Kolben 18d ein mit einem Absatz versehener Kolben. Der mit dem Absatz versehene Kolben 18d hat eine mit einem kleinen Durchmesser versehene erste Endfläche, die der Fluidkammer c1 zugewandt ist, eine Absatzfläche, die der Fluidkammer c3 zugewandt ist, und eine zweite Endfläche, die der Fluidkammer c2 zugewandt ist. In dieser Anordnung definiert der Kolben 18d einen Kanal, der als ein Abschnitt der Hydraulikleitung 12 dient und in welchem das Rückschlagventil 13 montiert ist.
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In der Anordnung von 13 sind das Rückschlagventil 13 und auch der Drückstift 18a und der Ventilsitz 18c des Anhaftverhinderungsmechanismus in oder an dem Kolben 18d montiert, der ein von dem Verstärkungskolben 3c separates Element ist und unter hydraulischem Druck beweglich ist. Die Anordnung von 13 unterscheidet sich von der Anordnung aus 12 dahingehend, dass die Fluidkammer c1 mit entweder der Hilfshydraulikdruckquelle 7 oder dem Umgebungsdruckspeicher 6 verbunden ist; wobei die Fluidkammer c3 mit dem Umgebungsdruckspeicher 6 verbunden ist; und die Fluidkammer c2 mit der Verstärkungskammer 3b oder den Druckkammer 2b des Masterzylinders 2b verbunden ist.
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Das Gehäuse 19 in jeder der Anordnungen der 11 bis 13 kann mit dem Gehäuse 3a des Hydraulikverstärkers einstückig sein oder von diesem separat sein.
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In der Anordnung von 14 ist eine Führungshülse 17 in dem Verstärkungskolben 3c montiert, und das Schieberventil 8a ist in der Führungshülse 17 eingeführt. Die Führungshülse 17 definiert einen Abschnitt der Hydraulikleitung 12, der die Verstärkungskammer 3b mit dem Umgebungsdruckspeicher 6 verbindet. Das Rückschlagventil 13 ist in der Führungshülse 17 montiert. Das Rückschlagventil 13 hat eine Feder 13b, von der ein Ende an einem Eingangskolben 20 fixiert ist, durch den die Bremsbetätigungskraft zu dem Schieberventil 8a übertragen wird. Das andere Ende der Feder 13b ist an dem Ventilkörper 13a fixiert.
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Wenn in dieser Anordnung der Fahrer die Bremsen freigibt und der Eingangskolben 20 sich zu der Ausgangsposition bewegt, bewegt sich der Ventilkörper 13a von dem Ventilsitz 13c weg, wobei das Rückschlagventil 13 öffnet. Wenn der Fahrer die Bremsen anwendet, wird der Eingangskolben 20 nach vorn gebracht, bis der Ventilkörper 13a an dem Ventilsitz 13c anliegt, womit das Rückschlagventil 13 geschlossen wird.
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15 zeigt das Hydraulikbremssystem des dritten Ausführungsbeispiels (die Elemente, die sich stromabwärtig des Masterzylinders 2 befinden, sind nicht gezeigt). Es ist hierbei wiederholt, dass der Hydraulikverstärker 3 des dritten Ausführungsbeispiels eine Vielzahl an Hydraulikleitungen 12 hat, die parallel zueinander angeordnet sind und wobei jede mit einem Rückschlagventil 13 versehen ist. Selbst wenn bei dieser Anordnung eines der Rückschlagventile anhaftet, arbeitet/arbeiten das andere Rückschlagventil/die anderen Rückschlagventile normal, womit die Möglichkeit jeglichen anormalen Anstiegs des Verstärkungsdrucks und des Masterzylinderdrucks minimiert wird. Dies wiederum stellt einen Fehl-Safe-Betrieb des Bremssystems sicher.
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Die 16 und 17 zeigen das Hydraulikbremssystem des vierten Ausführungsbeispiels. Um jeglichen anormalen Anstieg des Masterzylinderdrucks oder Verstärkungsdrucks aufgrund einer Pumpenrückströmung sogar dann zu vermeiden, wenn das Rückschlagventil 13 anhaftet, hat das Bremssystem des vierten Ausführungsbeispiels die Funktion eines Erfassens eines jeglichen Anzeichens eines anormalen Anstiegs des Verstärkungsdrucks oder Masterzylinderdrucks aufgrund der Pumpenrückströmung und die Funktion zum Anhalten der Pumpen der Drucksteuereinheit der Zirkulationsart, sodass diese das Bremsfluid nicht ansaugen, wenn ein derartiges Anzeichen erfasst wird.
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Das Hydraulikbremssystem aus 16 ist dem Hydraulikbremssystem des ersten Ausführungsbeispiels (der Anhaftverhinderungsmechanismus für das Rückschlagventil ist nicht gezeigt) mit der Ausnahme identisch, dass das Bremssystem aus 16 des Weiteren einen Drucksensor 21 für das Erfassen eines Masterzylinderdrucks und einer Steuereinrichtung 22 hat. Die Steuereinrichtung 22 ist so aufgebaut, dass die Pumpen 34 der Drucksteuereinheit 30 der Zirkulationsart angehalten werden, sodass das Ansaugen des Bremsfluides angehalten wird, wenn der Masterzylinderdruck einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Diese Anordnung kann ebenfalls in dem Hydraulikbremssystem des zweiten oder dritten Ausführungsbeispiels angewendet werden.
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Der vorstehend erwähnte vorbestimmte Grenzwert wird derart bestimmt, dass, wenn der Masterzylinderdruck den Wert überschreitet, bei dem das Rückschlagventil 13 öffnet, wenn das Rückschlagventil normal arbeitet, die Steuereinrichtung das Ansaugen des Bremsfluides durch die Pumpen anhält.
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Der Drucksensor kann angewendet werden, um nicht den Masterzylinderdruck, sondern den Verstärkungsdruck derart zu überwachen, dass die Steuereinrichtung 22 das Ansaugen des Bremsfluides durch die Pumpen 34 anhält, wenn der Verstärkungsdruck einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.
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Ein Hydraulikbremssystem mit der Drucksteuereinheit der Zirkulationsart weist Druckerhöhungssolenoidventile
32 und Druckverringerungssolenoidventile
31 auf. Wie dies in den Patentveröffentlichungen
JP 2003-19952 A und
JP 2007-91051 A detailliert beschrieben ist, kann eine Antriebsstromstärke, die zu jedem Solenoidventil geliefert wird, so, dass sie der Differenz zwischen den Drücken stromaufwärtig und stromabwärtig des Ventils entspricht, auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit und der entsprechenden Raddrehzahl bestimmt werden. Da die Antriebsstromstärke, die zu jedem Solenoidventil geliefert wird, sich somit auf die auf das Solenoidventil aufgebrachte Last bezieht (d. h. die Differenz zwischen den Drücken stromaufwärtig und stromabwärtig des Ventils), ist es mögliche, den Masterzylinderdruck durch ein Überwachen der derartigen Stromstärken abzuschätzen.
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Somit überwacht in dem Ausführungsbeispiel von 17 (in welchem der Anhaftverhinderungsmechanismus für das Rückschlagventil ebenfalls nicht gezeigt ist) die Steuereinrichtung 22 die elektrischen Stromstärken oder elektrischen Spannungen, die zu den Solenoidventilen 31 und 32 geliefert werden, oder die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Raddrehzahlen, und auf der Basis der somit erlangten Überwachungsdaten schätzt sie in Echtzeit den Masterzylinderdruck derart, dass die Steuereinrichtung 22 das Ansaugen des Bremsfluides durch die Pumpen 34 anhalten kann, wenn der abgeschätzte Masterzylinderdruck einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.
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Alternativ ist es, da der Motor 35 zum Antreiben der Pumpen der Drucksteuereinheit 30 der Zirkulationsart dadurch gekennzeichnet ist, dass seine Antriebsstromstärke oder elektrische Antriebsspannung entsprechend seiner Last (d. h. dem Abgabedruck) variiert, ebenfalls möglich, den Masterzylinderdruck auf der Basis der zu dem Motor 35 gelieferten Antriebsstromstärke oder elektrischen Antriebsspannung zu schätzen, und somit das Ansaugen des Bremsfluides durch die Pumpen 34 anzuhalten, wenn der so abgeschätzte Masterzylinderdruck den Grenzwert überschreitet (Diese alternative Anordnung ist sowohl im Aufbau als auch im Steuerfluss identisch zu der Anordnung gemäß 17).
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Wenn die Steuereinrichtung das Ansaugen des Bremsfluides durch die Pumpen anhält und als ein Ergebnis der durch den Sensor erfasste Masterzylinderdruck oder der geschätzte Masterzylinderdruck bis unter den Grenzwert abfällt, reaktiviert, wenn die elektronische Steuereinheit 5 bestimmt, ob es erforderlich ist, die Drücke in den Radzylindern einzustellen oder nicht, die Steuereinrichtung 22 die Pumpen 34 so, dass die Pumpen 34 das Fluid ansaugen.
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In der Anordnung, in der die Steuereinrichtung 22 so aufgebaut ist, dass das Ansaugen des Bremsfluides durch die Pumpen 34 angehalten wird, ist es, da die Pumpenrückströmung selbst aufhört, wenn die Pumpen 34 das Ansaugen des Bremsfluides anhalten, möglich, eine Verschlechterung der Haltbarkeit der Fluiddichtungen und eine Beschädigung des Masterzylinders und des Hydraulikverstärkers sogar ohne die vorstehend beschriebene Hydraulikleitung 12 und das vorstehend beschriebene Rückschlagventil 13 zu verhindern. Da die meisten hydraulischen Bremssysteme, die die elektronische Stabilitätssteuerung(ESC)-Funktion aufweisen, einen Drucksensor zum Erfassen des Masterzylinderdrucks haben, ist es, indem ein derartiges Bremssteuersystem mit der vorstehend beschriebenen Steuereinrichtung 22 vorgesehen wird, möglich, eine anormale Erhöhung des Masterzylinderdrucks aufgrund einer Pumpenrückströmung unabhängig davon zu vermeiden, ob das Bremssystem des Weiteren mit dem vorstehend beschriebenen Rückschlagventil 13 versehen ist oder nicht, ohne dass eine wesentliche Änderung im Hinblick auf den Aufbau vorgenommen wird, die zu einer erhöhten Größe und zu höheren Kosten des gesamten Bremssystems führen kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bremsbetätigungselement
- 2
- Masterzylinder
- 2a
- Masterkolben
- 2b
- Druckkammer
- 2c
- Rückstellfeder
- 3
- Hydraulikverstärker
- 3a
- Gehäuse
- 3b
- Verstärkungskammer
- 3c
- Verstärkungskolben
- 4
- Radzylinder
- 5
- elektronische Steuereinheit
- 6
- Umgebungsdruckspeicher
- 7
- Hilfshydraulikdruckquelle
- 7a
- Pumpe
- 7b
- Motor
- 7c
- Druckspeicher
- 7d
- Drucksensor
- 8
- Druckreguliereinrichtung
- 8a
- Schieberventil
- 8b
- Rückstellfeder
- 8c
- Einlasskanal
- 8d
- Abgabekanal
- 9
- Fluidkammer
- 10
- Kraftübertragungselement
- 11
- Gummischeibe
- 12
- Hydraulikleitung
- 13
- Rückschlagventil
- 13a
- Ventilkörper
- 13b
- Feder
- 13c
- Ventilsitz
- 13d
- Becherdichtung
- 13e
- ringartige Abdichtnut
- 13f
- ringartiges Abdichtelement
- 13g
- ringartige Nut
- 13h
- O-Ring
- 14
- Zwischenkammer
- 15
- Hydraulikleitung
- 16
- Zwischenraum
- 16i
- Öffnung des Zwischenraums, die zu der Verstärkungskammer führt
- 16o
- Öffnung des Zwischenraums, die zu der Hilfshydraulikdruckquelle führt
- 17
- Führungshülse
- 18
- Anhaftverhinderungsmechanismus
- 18a
- Drückstift
- 18b
- Anschlag
- 18c
- Ventildichtung
- 18d
- Kolben
- 18e
- Feder
- Vc
- Ventilkammer
- c1–c3
- Fluidkammer
- 19
- Gehäuse
- 19a
- Zylinder
- 20
- Eingangskolben
- 21
- Drucksensor
- 22
- Steuereinrichtung
- 30
- Drucksteuereinheit der Zirkulationsart
- 31
- Druckverringerungssolenoidventil
- 32
- Druckerhöhungssolenoidventil
- 33
- Niedrigdruckfluidspeicher
- 34
- Pumpe
- 35
- Motor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 4548037 [0008]
- JP 2003-19952 A [0024, 0100]
- JP 2007-91051 A [0024, 0100]
