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Diese Erfindung betrifft eine Hydraulikdruck-Steuervorrichtung
gemäß des Oberbegriffs von
Anspruch 1.
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Solch eine Hydraulikdruck-Steuervorrichtung ist
in
JP 2000177562 offenbart.
Das Dokument beschreibt einen Bremsflüssigkeits-Druckregler, der Bremsvorrichtungen
umfasst. Die Bremsvorrichtungen werden durch Fluiddruck von einer
Flüssigkeits-Druckquelle
betätigt.
Der Bremsflüssigkeits-Druckregler
umfasst des Weiteren ein Regulierventil. Der Fluiddruck wird in
einer Druckerzeugungskammer im Hauptzylinder erzeugt, indem ein
Hauptkolben in dem Hauptzylinder durch stufenweises Betätigen des
Bremspedals betätigt
wird. Ein Simulatorkolben, der den stufenweisen Betrag des Bremspedals
aufnehmen kann, ist zwischen dem Hauptzylinder und einer Stößelstange
des Bremspedals angeordnet.
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Eine sogenannte vollelektromechanische (brake
by wire) Fahrzeug-Bremsvorrichtung wurde entwickelt, um die Bremskraft
elektrisch zu steuern, die auf das Fahrzeug ausgeübt wird,
wobei der Hydraulikdruck, der durch den Bremsvorgang durch den Fahrer
erzeugt wird, in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, und der
Hydraulikdruck, der in der motorgetriebenen Leitung erzeugt wird,
(d. h. der Druckquelle einschließlich einer motorgetriebenen
Pumpe), auf einen Wert reguliert wird, der dem elektrischen Signal
entspricht, bevor er den Radbremsen zugeführt wird.
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Des Weiteren wurde ein Proportional-Drucksteuerventil,
das für
den Einsatz zusammen mit solch einer vollelektromechanischen Bremsvorrichtung
geeignet ist, entwickelt und tatsächlich verwendet.
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10 zeigt
ein Beispiel. In diesem Proportional-Drucksteuerventil 60 ist
ein Schieberventil 62 in einem Gehäuse 61 eingesetzt,
das einen Eingangsanschluss 61a, einen Ausgangsanschluss 61b und
einen Ablassanschluss 61c besitzt, um den Ausgangsanschluss 61b wahlweise
mit dem Eingangsanschluss 61a oder dem Ablassanschluss 61c zu verbinden,
indem das Schieberventil 62 mit einer Magnetkraft angetrieben
wird, die durch die Aktivierung einer Spule 63a eines Elektromagneten 63 erzeugt wird,
und um den Öffnungsgrad
von Durchlässen
zu regulieren, die zwischen einem Schulterabschnitt auf dem äußeren Umfang
des Schieberventils 62 und dem Rand jedes Anschlusses definiert
sind.
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Der Eingangsanschluss 61a ist
mit einer Druckquelle 67 mit einer motorgetriebenen Pumpe
P und einem Druckspeicher Acc verbunden. Des Weiteren ist der Ausgangsanschluss 61b mit
Radbremsen 68 verbunden, und der Ablassanschluss 61c ist mit
einem Behälter 69 verbunden.
Durch Ändern
der Verbindung dieser Anschlüsse über das
Schieberventil 62 wird der Bremsdruck erhöht und verringert, und
in einigen Fällen
wird der Ausgangsanschluss 61b von dem Eingangsanschluss 61a und
dem Ablassanschluss 61c getrennt, um den Radbremsendruck
zu halten.
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Das Schieberventil 62 weist
an seinen einander gegenüberliegenden
Druckaufnahmeflächen eine
unterschiedliche Oberfläche
auf, wobei der Unterschied gleich der Querschnittsfläche eines
Stifts 65 ist, der in ein Splintloch 64 eingesetzt
ist. Daher, angenommen, der durch den Eingangsanschluss 61a eingeführte Hydraulikdruck
ist gleich P, die Kraft einer Rückstellfeder 66 gleich
F, der der Spule 63a zugeführte Strom gleich I und die
Querschnittsfläche des
Stifts 65 gleich S, hält
die Druckkraft, die auf das Schieberventil 62 einwirkt,
das Gleichgewicht an einer Position, an der die folgende Formel
erfüllt
wird: P·S
+ F = a·I2 (a ist eine Konstante)und das Schieberventil 62 stoppt
in einer solchen Position.
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Die oben genannte Formel wird ersetzt
durch P = (a·I2 – F)/S
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In dieser Formel sind a und S Konstanten. Wenn
die Federkonstante ignoriert wird, kann F ebenfalls als eine Konstante
betrachtet werden. Auf diese Weise ist der Hydraulikdruck P proportional zum
Quadrat des Stroms I und entspricht einem elektrischen Signal, das
den Strom I steuert, d. h. dem Bremsbetätigungsbetrag, der das Signal
erzeugt.
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Die gegenwärtigen Erfinder beabsichtigten, das
oben beschriebene Proportional-Drucksteuerventil mit einem Bremspedal
zu betätigen.
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Eine Vorrichtung, in der die Betätigungskraft des
Bremspedals verwendet wird, um das Schieberventil anzutreiben, ist
z. B. in der japanischen Patentveröffentlichung 2000-326839 offenbart.
In der Vorrichtung ist das Schieberventil so ausgelegt, dass es vom
Bremspedal nur in einem Notfall (bei Ausfall der elektrischen Leitung)
betrieben wird, während
das Schieberventil im normalen Zustand elektrisch betrieben wird.
Daher ist eine elektronische Steuerung unerlässlich, so dass die Vorrichtung
kompliziert ist.
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Im Gegensatz dazu ist in der von
den gegenwärtigen
Erfindern entwickelten Vorrichtung ein Bremspedal mit dem Schieberventil
so gekoppelt, dass das Schieberventil nicht nur in einem Notfall, sondern
auch im normalen Zustand von der Betätigungskraft auf das Bremspedal
betrieben wird. Daher kann in dem Fall, dass eine Steuerung der Bremskraft
nicht erforderlich ist, wie beispielsweise während eines regenerativen Bremskraftmischens, eine
Bremskraft, die dem Bremsbetätigungsbetrag entspricht,
ohne elektronische Steuerung erzeugt werden.
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Mit der Vorrichtung, die von den
gegenwärtigen
Erfindern in Betracht gezogen wird, oder der Vorrichtung, die in
der Patentveröffentlichung 2000-326839
offenbart ist, erfolgt die Zufuhr des Hydraulikdrucks zu den Radbremsen
nur von der Druckquelle mit einer motorbetriebenen Pumpe aus. Daher ist
es möglich,
die Bremsen zu betätigen,
solange die Druckquelle normal ist, selbst wenn die elektrische Leitung
ausfällt,
indem das Schieberventil mit dem Bremspedal betrieben wird. Fällt die
Druckquelle jedoch aus und wird dadurch die Zufuhr von Hydraulikdruck
gestoppt, würden
die Bremsen nicht arbeiten.
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Eine Aufgabe dieser Erfindung ist
es, die Verkehrssicherheit des Fahrzeugs durch Beheben solch eines
Fehlers zu erhöhen.
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Die vorgenannte und weitere Aufgaben
der Erfindung werden durch eine Hydraulikdruck-Steuervorrichtung
gemäß Anspruch
1 erfüllt.
Bevorzugte Ausführungsformen
werden in den Unteransprüchen beansprucht.
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Gemäß dieser Erfindung ist eine
Hydraulikdruck-Steuervorrichtung bereitgestellt, die ein Gehäuse, das
mit einem Eingangsanschluss, einem Ausgangsanschluss und einem Ablassanschluss versehen
ist, und ein Proportional-Drucksteuerventil sowie einen Hydraulikdruck-Erzeuger
umfasst, der in dem Gehäuse
angebracht ist, wobei das Proportional-Drucksteuerventil ein Schieberventil
und eine Rückstellfeder
aufweist, die das Schieberventil spannt, wobei das Schieberventil
den Ausgangsanschluss in einem nichtbetätigten Zustand in Verbindung
mit dem Ablassanschluss bringt, Hydraulikdruck an seinen einander
gegenüberliegenden Druckaufnahmeflächen mit
unterschiedlicher Oberfläche
aufnimmt und sich an einen Gleichgewichtspunkt bewegt, an dem die
Summe des Hydraulikdrucks und der Kraft der Rückstellfeder im Gleichgewicht
mit einer äußeren Kraft
ist, die entgegengesetzt dazu ausgeübt wird, um die Verbindungen
des Ausgangsanschlusses mit dem Eingangsanschluss und dern Ablassanschluss
zu ändern,
den Grad der Öffnung
der Fluiddurchlässe
zu regulieren und den Hydraulikdruck an dem Ausgangsanschluss auf
einen Wert zu regulieren, der der äußeren Kraft entspricht, wobei
der Hydraulikdruck-Erzeuger mit dem Proportional-Drucksteuerventil
kombiniert ist und der Hydraulikdruck-Erzeuger einen ersten Kolben,
der die Bremspedalkraft als die äußere Kraft
aufnimmt, einen zweiten Kolben, der die Bremspedalkraft von dem
ersten Kolben über
eine erste Feder aufnimmt, und eine Flüssigkeitskammer umfasst, die
zwischen dem ersten Kolben und dem zweiten Kolben ausgebildet ist,
wobei der Hydraulikdruck-Erzeuger Bremsflüssigkeit über einen Ausgangsanschluss
ablässt, wobei
die Hydraulikdruck-Steuervorrichtung eine zweite Feder umfasst,
die am anderen Ende des zweiten Kolbens anliegt, um den Bewegungsbetrag des
zweiten Kolbens in eine Last umzuwandeln und Kraft auf das Schieberventil
zu übertragen,
und wobei der Hydraulikdruck-Erzeuger, die zweite Feder und das
Proportional-Drucksteuerventil in dieser Reihenfolge hintereinander
angeordnet sind.
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Des Weiteren wird eine Bremsvorrichtung
für ein
Fahrzeug bereitgestellt, welche die vorgenannte Hydraulikdruck-Steuervorrichtung,
eine Druckquelle, die mit dem Eingangsanschluss der Hydraulikdruck-Steuervorrichtung
verbunden ist, Radbremsen in einer ersten Leitung, die mit dem Ausgangsanschluss
verbunden ist, Radbremsen in einer zweiten Leitung, die mit dem
Ausgangsanschluss des Hydraulikdruck-Erzeugers verbunden ist, und
ein Kopierventil umfasst, das durch den Hydraulikdruck-Unterschied
zwischen der ersten Leitung und der zweiten Leitung betätigt wird,
um einen Durchlass, der sich von dem Hydraulikdruck-Erzeuger zu
den Radbremsen in der zweiten Leitung erstreckt, zu öffnen und
zu schließen,
wobei das Kopierventil einen Kolben, der Flüssigkeitsdruck in der ersten
Leitung auf einer Seite aufnimmt, um die Radbremsen in der zweiten
Leitung unter Druck zu setzen, und einen Behälter aufweist, der mit dem
Ablassanschluss des Proportional-Drucksteuerventils verbunden ist,
wobei Bremsflüssigkeit
aus dem Behälter
einer Flüssigkeitskammer
zwischen dem ersten und dem zweiten Kolben des Hydraulikdruck-Erzeugers
zugeführt wird,
und beim Ausfall der Druckquelle der Hydraulikdruck, der in dem
Hydraulikdruck-Erzeuger erzeugt wird, den Radbremsen in der zweiten
Leitung zugeführt
wird.
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Der Hydraulikdruck-Erzeuger kann
einer sein, in dem die Federkraft seiner ersten Feder größer ist
als die Summe der Kraft der zweiten Feder und seines Gleitwiderstands
oder einer, in dem eine Gegenwirkungskraftfeder zum Rückstellen
des Bremspedals zwischen dem zweiten Kolben und dem Proportional-Drucksteuerventil
angeordnet ist. Mit dem vorherigen Hydraulikdruck-Erzeuger ist es möglich, die
auf das Bremspedal während
des Ausfalls der Energiequelle ausgeübte Kraft zu verringern, indem
eine Druckaufnahmeeinheit mit einem Kolben zum Aufnehmen des Hydraulikdrucks
aus der Druckquelle auf der einen Seite und zum Unterstützen eines
Endes der Gegenwirkungskraftfeder auf der anderen Seite des Kolbens
der Druckaufnahmeeinheit bereitgestellt wird. Des Weiteren ist es
mit dem letzteren Hydraulikdruck-Erzeuger möglich, Hydraulikdruck direkt
nach dem Betätigen
des Bremspedals während
eines Ausfalls der Druckquelle der ersten Leitung zu erzeugen. Des
Weiteren kann die Gegenwirkungskraftfeder in der Hydraulikdruck-Steuervorrichtung
montiert werden.
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Die Hydraulikdruck-Steuervorrichtung
dieser Erfindung umfasst einen Hydraulikdruck-Erzeuger, der Bremsflüssigkeit
durch die Betätigungskraft
auf das Bremspedal unter Druck setzt und ausgibt. Die Bremsvorrichtung,
die damit arbeitet, kann die Radbremsen in der zweiten Leitung mit
dem Hydraulikdruck unter Druck setzen, der in dem Hydraulikdruck-Erzeuger
erzeugt wird, wenn die Druckquelle oder die erste Leitung ausfällt. Es
ist des Weiteren während
eines Ausfalls der zweiten Leitung möglich, die Radbremsen in der
ersten Leitung mit dem Hydraulikdruck unter Druck zu setzen, der
von dem Proportional-Drucksteuerventil reguliert wird. Auf diese Weise,
selbst wenn irgendwo ein Ausfall auftritt, ist wenigstens eine Leitung
intakt, so dass sich die Betriebszuverlässigkeit verbessert.
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Bevorzugte Ausführungsformen und ihre Funktionen
und Wirkungen werden in folgenden detailliert beschrieben.
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Weitere Merkmale und Aufgaben der
vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung unter
Bezugnahme auf die folgenden begleitenden Zeichnungen offenkundig:
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Ansicht, die eine erste Ausführungsform der Hydraulikdruck-Steuervorrichtung
und der Bremsvorrichtung darstellt;
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2 ist
eine Ansicht, die ein Beispiel darstellt, in dem die Gegenwirkungskraftfeder
der Bremsvorrichtung aus 1 durch
die Druckaufnahmeeinheit gestützt
wird;
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3 ist
eine Ansicht, die eine zweite Ausführungsform darstellt;
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4 ist
eine Ansicht, die eine dritte Ausführungsform darstellt, in der
ein Entlastungsventil und ein Rückschlagventil
zur Vorrichtung von 3 hinzugefügt wurden;
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5 ist
eine Ansicht, welche die Merkmale der Vorrichtung darstellt, die
mit dem Entlastungsventil ausgestattet ist;
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6 ist
eine Ansicht, die eine vierte Ausführungsform zeigt, in der das
Entlastungsventil durch ein elektromagnetisches Ventil ersetzt ist;
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7 ist
eine Ansicht, die eine fünfte
Ausführungsform
darstellt, in der eine Hilfsfeder vorgesehen ist;
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8 ist
eine Ansicht, die Merkmale des gewünschten Bremspedalgefühls darstellt;
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9 ist
eine Ansicht, die eine sechste Ausführungsform darstellt, in der
zusätzlich
Druck regulierende Einheiten vorgesehen sind; und
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10 ist
eine Ansicht, die ein herkömmliches
Proportional-Drucksteuerventil darstellt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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1 zeigt
die erste Ausführungsform
dieser Erfindung. Eine Hydraulikdruck-Steuervorrichtung 1 besitzt
eine Druckquelle 2 mit einer motorbetriebenen Pumpe 3 und
einem Druckspeicher 4, einem Behälter 5, Radbremsen 6 in
einer ersten Leitung, Radbremsen 7 in einer zweiten Leitung,
ein Kopierventil 8, das zwischen einem Durchlass 9 in
der ersten Leitung und einem Durchlass 10 in der zweiten
Leitung vorgesehen ist, ein Bremspedal 11 und eine Gegenwirkungskraftfeder 12 zum
Anwenden der Gegenwirkungskraft und der Rückstellkraft auf das Bremspedal 11.
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In der Hydraulikdruck-Steuervorrichtung 1 sind
ein Proportional-Drucksteuerventil 20 und ein Hydraulikdruck-Erzeuger 30 miteinander
kombiniert.
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Das Proportional-Drucksteuerventil 20 umfasst
in einem Gehäuse 21 ein
Schieberventil 22, eine Rückstellfeder 23, um
das Schieberventil in 1 nach
rechts zu spannen, und einen Stift 24, um einen vorgegebenen
Oberflächenunterschied
zwischen den einander gegenüberliegenden
Flächen des
Schieberventils 22 zu erzeugen. In dem Proportional-Drucksteuerventil 20 ist
ein Elektromagnet für den
Antrieb des Schieberventils weggelassen, und das Schieberventil 22 ist
so ausgelegt, dass es durch die Eingabe auf das Bremspedal 11 in
Form einer äußeren Kraft
betätigt
wird. Mit Ausnahme dieses Punkts unterscheidet es sich nicht von
dem Steuerventil in 10.
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Wenn die Druckquelle 2 jeweils
mit dem Eingangsanschluss 21a dieses Proportional-Drucksteuerventils 20 verbunden
ist, die Radbremsen 6 in der ersten Leitung mit dem Ausgangsanschluss 21b verbunden
sind, und der Behälter 5 mit
dem Ablassanschluss 21c verbunden ist, wird der Hydraulikdruck, der
von der Druckquelle 2 zugeführt wird, auf einen Wert reguliert,
welcher der Eingabe vom Bremspedal 11 entspricht, (d. h.
ei nem in einem vorgegebenen Verhältnis
verstärkten
Wert), und den Radbremsen 6 in der ersten Leitung zugeführt.
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Der Hydraulikdruck-Erzeuger 30 umfasst
einen ersten Kolben 31, eine erste Feder 32, einen zweiten
Kolben 33 und eine zweite Feder 34, die in einem
erweiterten Abschnitt des Gehäuses 21 montiert
sind. Der erste Kolben 31 weist eine Eingangsstange 31a auf.
Die Betätigungskraft,
die auf die Eingangsstange 31a von dem Bremspedal 11 ausgeübt wird,
wird über
die erste Feder 32 auf den zweiten Kolben 33 übertragen
und wird des Weiteren von da aus über die zweite Feder 34 auf
das Schieberventil 22 übertragen.
Des Weiteren wird die Federkraft der ersten Feder 32 so
eingestellt, dass sie größer ist
als die Kraft, welche die Summe der Kraft der zweiten Feder 34 und
des Gleitwiderstands der zweiten Feder ist.
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Eine Flüssigkeitskammer 35 ist
zwischen dem ersten und zweiten Kolben vorgesehen, und der Hydraulikdruck-Erzeuger 30 weist
einen Ausgangsanschluss 36 auf. Der Durchlass 10 in
der zweiten Leitung ist mit dem Auslassanschluss 36 verbunden. Eine
Dichtung 37 zum Abdichten des äußeren Umfangs
des ersten Kolbens 31 und eine Dichtung 38 zum Abdichten
des äußeren Umfangs
des zweiten Kolbens 33 sind vorgesehen. Die Dichtung 37 ist
vorzugsweise eine Einwegdichtung, die es einem Fluid gestattet,
aus dem Behälter 5 in
die Flüssigkeitskammer 35 zu
fließen.
Die Flüssigkeitskammer 35 steht mit
dem Behälter 5 über einen
Durchlass 39 in Verbindung. Die Kammern C1, C2 und C3 in
dem Gehäuse 21 stehen
mit dem Behälter 5 in
Verbindung. Die Durchlässe
dafür sind
in den Figuren jedoch nicht gezeigt. Dies gilt auch für die nachfolgend
beschriebenen Vorrichtungen.
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Das Kopierventil 8 besitzt
einen Kolben 8c und einen Ventilkörper 8d, die in einem
Zylinder 8a montiert sind. Ersterer nimmt den Hydraulikdruck
in der ersten Leitung auf der einen Seite und den Hydraulikdruck
in der zweiten Leitung und die Kraft der Feder 8b auf der
anderen Seite auf. Der Ventilkörper 8d wird
durch den Kolben 8c gehalten und wird in Schließrichtung
des Ventils durch die Feder 8e gespannt.
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Wenn der Druck durch den Hydraulikdruck
in der ersten Leitung den dagegen ausgeübten Druck überschreitet, bewegt sich der
Kolben 8c in der 1 nach
rechts, um den Eingangsanschluss 8f mit dem Ventilkörper 8d zu
schließen.
Danach bewegt sich der Kolben 8c weiter, um die Bremsflüssigkeit
in der zweiten Leitung unter Druck zu setzen, die im Verschlusspunkt
der stromabwärts
gerichteten Seite (Radbremsen-Seite) des Eingangsanschlusses abgedichtet
ist.
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In der Bremsvorrichtung in 1, die eine solche Struktur
besitzt, wenn das Bremspedal 11 niedergedrückt ist,
werden die Kolben 31 und 33 in dem Hydraulikdruck-Erzeuger 30 in
der Figur so nach links gedrückt,
(die Bewegung der Kolben während des
normalen Bremsens liegt innerhalb des Bereichs des Hubs S), dass
das Schieberventil 22 durch die Kraft betätigt wird,
die durch die zweite Feder 34 übertragen wird. Auf diese Weise
wird der Hydraulikdruck in der Druckquelle 2 auf einen
Wert reguliert, welcher der Eingabe von dem Bremspedal 11 entspricht,
und den Radbremsen 6 in der ersten Leitung zugeführt. Des
Weiteren bewegt sich der Kolben 8c in der Figur so nach
rechts unter dem Hydraulikdruck in der ersten Leitung, dass der
Eingangsanschluss 8f geschlossen wird. Danach bewegt sich
der Kolben 8c in der Figur nach rechts, bis die Radbremsen
in der zweiten Leitung unter dem gleichen Druck stehen wie diejenigen
in der ersten Leitung. Da der Druck des durch den Kolben 8c unter
Druck gesetzten Fluids höher
ist als der Druck in der Flüssigkeitskammer 35, wird
der Eingangsanschluss 8f geschlossen gehalten, so dass
die Radbremsen 7 in der zweiten Leitung ebenfalls unter
Druck gesetzt werden. Wenn beispielsweise der Hydraulikdruck-Erzeuger 30 ausfällt, erfolgt
das Unter-Druck-Setzen in einer ähnlichen Weise
wie der oben genannten.
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Wenn andererseits die Druckquelle 2 oder die
erste Leitung ausfallen, so dass die Zufuhr von Hydraulikdruck von
ihr zur ersten Leitung gestoppt wird, nachdem der zweite Kolben 33 einen
vollständigen
Hub ausgeführt
hat, wird der erste Kolben 31 weiter hineingedrückt, wobei
die erste Feder 32 zusammengedrückt wird, um die Bremsflüssigkeit
in der Flüssigkeitskammer 35 unter
Druck zu setzen. Der darin erzeugte Hydraulikdruck fließt zu den
Radbremsen 7 in der zweiten Leitung durch den Eingangsanschluss 8f,
der offen gehalten wird, da die erste Leitung nicht unter Druck
steht. Daher ist es möglich,
die Bremsen zu betätigen,
selbst wenn die Druckquelle 2 ausfällt. Beim Rückstellen führt der erste Kolben 31 den
zweiten Kolben 33 in die ursprüngliche Position zurück.
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2 zeigt
eine Druckaufnahmeeinheit 13, welche die Bremsvorrichtung
von 1 vorteilhafter macht.
Die Druckaufnahmeeinheit 13 ist mit einem Kolben 13b in
einem Zylinder 13a versehen. Sie hält den Kolben 13b gegen
den Endpunkt des Hubs auf der rechten Seite der Figur, indem Hydraulikdruck, der
aus der Druckquelle 2 von 1 eingeführt wird, auf
einer Seite des Kolbens 13b angewendet wird, und stützt die
Gegenwirkungskraftfeder 12 auf der anderen Seite des Kolbens 13b.
Durch die Bereitstellung der Druckaufnahmeeinheit 13 wird
das Bremspedal 11, falls das Bremspedal niedergedrückt wird, wenn
der Hydraulikdruck in der Druckquelle 2 verloren gegangen
ist, mit einer leichten stufenweisen Kraft in eine Position gedrückt, in
der sich der Kolben 13b zurückzieht und der zweite Kolben 33 einen
vollen Hub ausführt.
Auf diese Weise bemerkt der Fahrer aufgrund eines Unterschieds des
Pedalgefühls
im Vergleich zum Normalzustand einen Ausfall in der ersten Leitung.
Des Weiteren, aufgrund der Verringerung der Gegenwirkungskraft,
erhöht
sich der Hydraulikdruck, der durch den Hydraulikdruck-Erzeuger 30 erzeugt
wird, aufgrund des stufenweisen Kräfteverhältnisses, so dass die erhaltene
Bremskraft nach dem Ausfall der Druckquelle oder der ersten Leitung sich
erhöht.
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Das Proportional-Drucksteuerventl 20,
das in der Bremsvorrichtung von 1 verwendet
wird, besitzt keinen Elektromagneten für den Antrieb des Schieberventils.
Ein Elektromagnet kann jedoch, falls erforderlich, bereitgestellt
werden, um die Betätigungskraft
auf das Bremspedal (Pedalkraft) zu verstärken und sie auf das Schieberventil 22 anzuwenden,
oder es ist erforderlich, dass das Verhältnis zwischen der Pedalkraft
und dem Hydraulikdruck, der durch das Proportional-Drucksteuerventil 20 reguliert wird,
variabel ist.
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Jedes der Proportional-Drucksteuerventile 20 in
den im Folgenden beschriebenen Vorrichtungen in 3, 4, 6, 7 und 9 ist
mit einem Elektromagneten 25 ausgestattet.
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Elektromagneten sind in drei Typen
erhältlich,
d. h. einem, der Kraft in die den Druck erhöhende Richtung (in die gleiche
Richtung wie die Eingabe vom Bremspedal) auf das Schieberventil 22 ausübt, einem,
der Kraft in die den Druck mindernde Richtung ausübt, und
einem, der Kräfte
wahlweise in die den Druck erhöhende
Richtung und die den Druck mindernde Richtung ausübt. Falls
erforderlich, kann ein für
die Steuerungszwecke geeigneter daraus ausgewählt werden.
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Der Elektromagnet 25, der
in jeder der Vorrichtungen von 3 und
den nachfolgenden Figuren vorgesehen ist, besitzt einen Dauermagneten, der
einer Endseite des Schieberventils 22 gegenüberliegt
und eine Kraft in die den Druck erhöhende Richtung und eine in
die den Druck mindernde Richtung erzeugt, indem die Richtung des
Stroms umgekehrt wird, der seiner Spule 25a zugeführt wird.
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3 zeigt
die zweite Ausführungsform,
in der die Gegenwirkungskraftfeder 12 in dem Gehäuse 21 zwischen
dem zweiten Kolben 33 und dem Proportional-Drucksteuerventil 20 angeordnet
ist.
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Wenn das Kopierventil 8 sich
schließt,
während
das Bremspedal betätigt
wird, kann die Bremsflüssigkeit
aus der Flüssigkeitskammer 35 nirgendwohin
ausweichen, so dass die in der Flüssigkeitskammer 35 eingeschlossene
Bremsflüssigkeit
und der Betätigungsbetrag,
der auf den ersten Kolben 31 angewendet wird, auf den zweiten
Kolben 33 über
die erste Feder 32 unverändert übertragen wird. Auf diese Weise,
selbst wenn die Gegenwirkungskraftfeder 12 in der Hydraulikdruck-Steuervorrichtung
montiert ist, erfährt
sie keine Einwirkung durch den sich bewegenden Widerstand oder die
Kräfte
der Federn 12 und 32. Selbst wenn beispielweise
die Kraft der Gegenwirkungskraftfeder 12 größer als
die Kraft der ersten Feder 32 ist, tritt daher kein Problem
in der Hydraulikdruck-Steuerung auf.
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Im Fall eines Ausfalls der Druckquelle
oder ersten Leitung kann, da das Kopierventil 8 offen gehalten
wird, ein Ausgang von der Flüssigkeitskammer 35 durch
eine solche Anordnung erhalten wird, in der die Flüssigkeitskammer 35 durch
die Eingabe vom Bremspedal 11 und die Kraft der Gegenwirkungskraftfeder 12 unter
Druck gesetzt wird, ein Hydraulikdruck erzeugt werden, welcher der
Pedalkraft in der Flüssigkeitskammer 35 ab
dem Zeitpunkt entspricht, ab dem der Fahrer beginnt, das Bremspedal 11 zu
betätigen
und Druck auf die Radbremsen 7 in der zweiten Leitung mit
dem Hydraulikdruck auszuüben.
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Obwohl es mit dieser Struktur möglich ist,
einen Hydraulikdruck zu erzeugen, welcher der Pedalkraft ab dem
Punkt entspricht, ab dern der Fahrer beginnt, das Bremspedal zu
betätigen,
kann, wenn der Radbremsdruck ausgelegt ist, um auf einen niedrigeren
Wert als vom Fahrer beabsichtigt gesteuert zu werden, z. B. regenerative
Bremssteuerung, der von dem Proportional-Drucksteuerventil 20 regulierte
Hydraulikdruck geringer werden als der Druck, der in der Flüssigkeitskammer 35 erzeugt
wird. In einem solchen Fall öffnet
sich der Eingangsanschluss 8f des Kopierventils 8 aufgrund
des Hydraulikdruckunterschieds zwischen stromaufwärts und
stromabwärts,
so dass der Hydraulikdruck aus dem Hydraulikdruck-Erzeuger 30 zur
Radbremsenseite fließt.
Daher kann der Druck der Radbremsen 7 nicht auf einen gewünschten
Druck reduziert werden.
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In der Vorrichtung der dritten Ausführungsform,
die in 4 dargestellt
ist, sind als Maßnahme zu
diesem Problem ein Entlastungsventil 14, das sich bei einem
vorgegebenen Druck öffnet,
um nur Fluid vom Hydraulikdruck-Erzeuger 30 zur Radbremsenseite
durchzulassen, und ein Rückschlagventil 15, das
nur das Rückfluss-Fluid
von der Radbremsenseite durchlässt,
parallel zueinander im Durchlass 10 angeordnet.
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Beispielsweise ist in einer regenerativen Bremssteuerung
in einem Hybridfahrzeug oder einem Elektrofahrzeug, je nach den
Spezifikationen des Radantriebmotors oder der Batterie, die regenerative
Bremskraft eingeschränkt,
die erzeugt werden kann. Der Radbremsdruck, der dem Grenzwert entspricht,
ist der maximale Druckreduzierungsbetrag. Wenn in der Vorrichtung
in 4 versucht wird,
den Druck um einen Betrag zu verringern, der gleich dem maximalen
Druckreduzierungsbetrag ist, während der
Druck höher
als a in 5 ist, kann
er gemäß einer
Strichpunktlinie gesteuert werden. Aber während er niedriger als a ist,
kann der Druck nur entlang der 45-°-Linie reduziert werden (d.
h. entlang der Druckanstiegslinie, in der das Anstiegsverhältnis 1
: 1 ist). ka – Maximaldruck – Reduzierungsbetrag
= a Daher ist
a = Maximaldruck – Reduzierungsbetrag/(k-1)
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Daher ein Entlastungsventil 14,
das sich am Punkt a öffnet.
Selbst wenn der Druck in den Radbremsen 7 auf a oder darunter
fällt,
schließt
sich bei dieser Anordnung das Entlastungsventil 14, so
dass Fluid vom Hydraulikdruck-Erzeuger 30 nicht in das Kopierventil 8 fließt. Auf
diese Weise ist es möglich, eine
Druckreduzierungssteuerung entlang der Strichpunktlinie auszuführen, selbst
in einem Druckbereich unter dem Punkt a.
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Im Fall des Ausfalls der Druckquelle
oder der ersten Leitung, nachdem die Radbremsen in der zweiten Leitung
von dem Hydraulikdruck-Erzeuger 30 unter Druck gesetzt
wurden, selbst wenn der Fahrer versucht, den Druck durch Freigeben
des Bremspedals zu verringern, verhindert das Entlastungsventil 14,
dass die Bremsflüssigkeit
von den Rad bremsen 7 in den Behälter 5 zurückfließt. Das
Rückschlagventil 15 ist
vorgesehen, diesem Problem abzuhelfen.
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Mit dem im Durchlass 10 vorgesehenen
Entlastungsventil 14, kann, wenn die Fluidmenge in den Bremsen
in der zweiten Leitung sich erhöht,
beispielsweise durch Abnutzung der Bremsbeläge, so dass die Fluidmenge
im Kopierventil 8 unzureichend wird, die Rückstellung
des Kolbens 8c, der im Kopierventil 8 montiert
ist, beeinträchtigt
werden und ein Teil des Hydraulikdrucks, der im Hydraulikdruck-Erzeuger 30 erzeugt
wird, kann verbraucht werden, um den Kolben während des Ausfalls der ersten
Leitung zurückzuführen. Dieses
Problem kann gelöst
werden, indem eine Umgehung 16 für die Verbindung des Behälters 5 mit
dem Ausgangsanschluss 8g des Kopierventils 8 bereitgestellt
wird, wie durch die Strichpunktlinie in 4 dargestellt, und durch Bereitstellen
eines Rückschlagventils 17,
das nur einen Fluidfluss vom Behälter 5 zum
Kopierventil 8 gestattet.
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6 ist
die vierte Ausführungsform,
in der anstatt des Entlastungsventils 14 ein normalerweise offenes
Elektromagnetventil 18 in dem Durchlass 10 vorgesehen
ist. Durch Absperren des Durchlasses 10 mit dem Elektromagnetventil 18 während des
normalen Bremsens, oder wenn der Druck auf einen Druck reduziert
wird, der niedriger als der Hydraulikdruck ist, der vom Hydraulikdruck-Erzeuger 30 mit
einem Hydraulikdruck-Steuerventilerzeugt wird, und Öffnen des
Durchlasses 10 beim Ausfall der Druckquelle 2 oder der
ersten Leitung wird eine Funktion erhalten, die der Vorrichtung
in 4 entspricht.
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Die japanische Patentveröffentlichung 11-227584
offenbart eine Bremsvorrichtung mit ähnlichen Funktionen wie die
Vorrichtungen in 3, 4 und 6. Da aber in dieser Vorrichtung ein
Anreicherungsventil mit einer Struktur ähnlich einem Tandem-Hauptzylinder
und ein hydraulisch gesteuertes Ventil, (das ein Proportional-Drucksteuerventil
mit einem linearen Stellantrieb ist), getrennt kombiniert sind,
so dass die Pedalkraft auf sie beide angewendet werden kann, ist
die Struktur unvermeidlich kompliziert.
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Im Gegensatz dazu sind bei der Bremsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung das Proportional-Drucksteuerventil 20 und
der Hydraulikdruck-Erzeuger 30 integriert und ihre interne
Struktur ist vereinfacht. Daher ist sie der Vorrichtung der Veröffentlichung
in Bezug auf Kosten, Einbaufähigkeit
in ein Fahrzeug usw. überlegen.
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7 ist
die fünfte
Ausführungsform,
in der ein Zwischenraum des Hubs S1 und eine Hilfsfeder 19 zwischen
dem Bremspedal 11 und der Eingangsstange 31a vorgesehen
sind.
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Im Allgemeinen soll eine Bremse,
die bei leichtem Bremsen einfach mit einem längeren Pedalhub gesteuert werden
kann und im starken Bremsbereich zuverlässig mit einem kürzeren Hub
arbeitet, das gewünschte
Bremspedalgefühl
vermitteln.
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Bei der Vorrichtung in 7 ist die Federkonstante
der Hilfsfeder 19 so eingestellt, dass sie kleiner ist
als die der Gegenwirkungskraftfeder 12, so dass der Betätigungsbetrag
auf das Bremspedal 11 durch die Federn 19 und 12 zum
Bewegen der Kolben 31 und 33 reduziert wird. Auf
diese Weise verringert sich die Eingabe zum Schieberventil 22,
so dass der den Radbremsen zugeführte
Hydraulikdruck, (d. h. der vom Proportional-Drucksteuerventil 20 regulierte
Hydraulikdruck), sich ebenfalls verringert. Daher ist es möglich, eine
Drucksteuerung in dem Bereich unter dem Hub S1 in 8 auszuführen.
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Nachdem der Zwischenraum des Hubs
S1 vollkommen aufgehoben ist, wird die Eingabe vom Bremspedal direkt
auf den ersten Kolben 31 angewendet, so dass sich die Eingabe
zum Schieberventil 22 ebenfalls erhöht. Auf diese Weise erhöht sich
der vom Proportional-Drucksteuerventil regulierte Hydraulikdruck,
so dass eine Steuerung in dem Bereich über dem Hub S1 in 8 ausgeführt werden kann. Daher kann
das gewünschte
Bremspedalgefühl
erzielt werden, ohne einen komplizierten Mechanismus zu verwenden
und ohne elektronische Steuerung.
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9 ist
die sechste Ausführungsform,
in der eine Druckreguliereinheit 40 und eine elektronische
Steuervorrichtung 50 des Weiteren zu der vorher beschriebenen
Vorrichtung mit dem Entlastungsventil 14, Rückschlagventilen 15 und 17,
(die durch das elektromagnetische Ventil 18 in 6 ersetzt werden können), und
Hilfsfeder 18 hinzugefügt
werden, um eine Antiblockierkontrolle (ABS), Traktionskontrolle
(TCS) und automatische Stabilitätskontrolle (ASC)
zu ermöglichen.
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Die Druckreguliereinheit 40 umfasst
elektromagnetische Ventile 41, 42 zum Erhöhen, Reduzieren
und Halten des Radbremsdrucks als Reaktion auf den Befehl von der
elekt ronischen Steuervorrichtung 50, einen Niederdruck-Flüssigkeitsbehälter 43
zum Speichern der aus den Radbremsen 6 und 7 abgelassenen
Bremsflüssigkeit
und eine motorgetriebene Pumpe 44, welche die in dem Niederdruck-Flüssigkeitsbehälter 43 gespeicherte
Bremsflüssigkeit
ansaugt und unter Druck setzt und sie zu den Radbremsen zurückleitet.
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Druckreguliereinheiten 40,
wie in der Figur dargestellt, an die eine elektronische Steuervorrichtung 50 zur
Antiblockierkontrolle oder Ähnlichem
angeschlossen ist, werden in Massenproduktion hergestellt und sind
im Handel erhältlich,
und sie können verwendet
werden.
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Durch die Bereitstellung der Druckreguliereinheit 40 wird
für eine
Bremsvorrichtungsgruppe eine Vielzahl von Druckquellen bereitgestellt,
einschließlich
motorbetriebener Pumpen. Aber der Einsatz einer kostengünstigen
Druckreguliereinheit aus der Massenproduktion ist hinsichtlich der
Kosten vorteilhafter als der Einsatz einer einzigen Druckquelle
2 zum Unter-Druck-Setzen und Druckablassen nach der Druckminderung
der Bremse jedes Rads auf der Basis des Befehls von der elektronischen
Steuervorrichtung 50.
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Beim Ausführen der Antiblockierkontrolle, Traktionskontrolle,
automatischen Stabilitätskontrolle usw.
werden verschiedene Arten von (bekannten) Sensoren zum Einspeisen
von Informationssignalen, die zum Bestimmen der optimalen Bremsbedingungen
erforderlich sind, wie beispielsweise Radgeschwindigkeitssensoren,
zu der elektronischen Steuervorrichtung 50 hinzugefügt. Des
Weiteren ist auch ein Sensor, der die Eingabe durch den Fahrer erfassen
kann, wie beispielsweise ein Hubsensor zum Erfassen des Bremsbetätigungsbetrags,
ein Pedalkraftsensor oder ein Drucksensor zum Erfassen des Hydraulikdrucks
erforderlich, der durch den Bremsvorgang erzeugt wird. Die Vorrichtung
in 9 umfasst einen Drucksensor 45 zum
Erfassen des Hydraulikdrucks, der durch den Hydraulikdruck-Erzeuger 30 erzeugt
wird.
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Wie oben beschrieben, weisen die
Hydraulikdruck-Steuervorrichtung dieser Erfindung und die Bremsvorrichtung
für ein
Fahrzeug, die sie verwendet, einen integrierten Hydraulikdruck-Erzeuger
mit einem Proportional-Drucksteuerventil auf, so dass die Bremspedalkraft über den
ersten Kolben und zweiten Kolben des Hydraulikdruck-Erzeugers auf das
Schieberventil des Proportional-Drucksteuerventils in Form einer
externen Kraft angewendet wird, und während eines Ausfalls, in dem
der ersten Leitung kein Hydraulikdruck zugeführt wird, ein zwischen den
Durchlässen
der ersten und zweiten Leitungen vorgesehenes Kopierventil geöffnet wird,
um den im Hydraulikdruck-Erzeuger erzeugten Hydraulikdruck den Radbremsen
in der zweiten Leitung zuzuführen.
Daher ist es möglich,
eine Situation auszuschließen,
in der die Bremsen nicht betätigt
werden können.
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Wenn keine Bremskraftsteuerung, wie
beispielsweise regeneratives Bremskraftmischen, erforderlich ist,
kann die der Bremsbetätigungskraft
entsprechende Druckregulierung durch den Fahrer ohne elektronische
Steuerung ausgeführt
werden, so dass eine einfache und kostengünstige Bremskraft-Steuervorrichtung
bereitgestellt werden kann.
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Des Weiteren ist es bei derjenigen,
in der die erste Feder des Hydraulikdruck-Erzeugers nach einem vollständigen Hub
des zweiten Kolbens zusammengedrückt
wird, möglich,
das Bremspedal zu einem Druckanwendungs-Anfangspunkt durch den ersten
Kolben mit einer leichten abgestuften Kraft zu bewegen.
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Bei derjenigen, in der eine Gegenwirkungskraftfeder
für das
Bremspedal in der Hydraulikdruck-Erzeugungsvorrichtung montiert
ist, und ein Entlastungsventil oder ein elektromagnetisches Ventil
in dem Durchlass in der ersten Leitung vorgesehen ist, die sich
von dem Hydraulikdruck-Erzeuger zu dem Kopierventil erstreckt, wenn
eine Reduzierung des Radbrems-Hydraulikdrucks in der zweiten Leitung
(= Flüssigkeit
in der ersten Leitung) auf einen niedrigeren Druck als den Druck
gewünscht
wird, der vom Hydraulikdruck-Erzeuger erzeugt wird, selbst wenn
das Kopierventil offen ist, kann der Druck der Radbremsen in der
zweiten Leitung auf den gewünschten
Druck reduziert werden, indem die Zufuhr von Bremsflüssigkeit
aus dem Hydraulikdruck-Erzeuger verhindert wird. Auf diese Weise
kann beispielsweise regeneratives Bremsen ausgeführt werden.
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Auch bei derjenigen, die mit einer
Hilfsfeder ausgestattet ist, kann das gewünschte Bremspedalgefühl bereitgestellt
werden.
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Bei derjenigen, die mit einer Druckreguliereinheit
mit einer elektronischen Steuervorrichtung ausgestattet ist, sind
Antiblockierkontrolle, Traktionskontrolle, automatischer Stabili tätskontrolle
usw. möglich
und eine höchsten
Ansprüchen
genügende Kontrolle
des Fahrzeugverhaltens ist mit einer einfachen Vorrichtung möglich.