DE102009004041B4

DE102009004041B4 - Fahrzeugbremsvorrichtung für ein elektronisches Hydraulikbremssystem

Info

Publication number: DE102009004041B4
Application number: DE102009004041.2A
Authority: DE
Inventors: I-Jin Yang
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2008-01-10
Filing date: 2009-01-08
Publication date: 2020-08-27
Anticipated expiration: 2029-01-09
Also published as: CN101508285A; KR20090077182A; US8434831B2; KR101107510B1; US20090179485A1; CN101508285B; DE102009004041A1

Abstract

Fahrzeugbremsvorrichtung von einem elektronischem Hydraulikbremssystem mit:einer an ein Bremspedal (300) gekoppelten Kolbenstange (310);einem Pedalbetätigungsdetektor (500), der eine Pedalkraft von einem Fahrer erfasst;einem Pedalsimulator (250), der an die Kolbenstange (310) in einem Steuergehäuse gekoppelt ist, um eine Pedalrückstoßkraft bereitzustellen;einem Hauptzylinder (100), der einen Hydraulikdruck an eine Radbremse abgibt, wenn ein Bremsdruck durch das Bremspedal (300) gebildet wird;einem Steuerkolben (210), der an einem ersten Kolben (110) des Hauptzylinders (100) anliegt, um einen Hydraulikdruck an den ersten Kolben (110) abzugeben;einer Steuerkammer (230), die einen Druck des Hauptzylinders (100) zwischen dem Steuerkolben (210) und dem Pedalsimulator (250) steuert; undeiner Hydraulikdruckzufuhr (600), die einen, wie von einem Fahrer angefordert, Hydraulikdruck an die Steuerkammer (230) abgibt,wobei der Pedalsimulator (250) umfasst:einen Pedalsimulatorkolben (251), der sich verschiebbar im Steuergehäuse bewegt;ein Druckelement (260), das sich je nach Hin- und Herbewegung der Kolbenstange (310) im Pedalsimulatorkolben (251) hin und her bewegt;einen im Pedalsimulatorkolben (251) bereitgestellten Simulatorkolben (253), um sich je nach Bewegung des Druckelements (260) verschiebbar zu bewegen; undeine Druckstange (400), die im Druckelement (260) aufgenommen ist, während sie von einer Bodenwand von einer Bohrung beim Durchlaufen durch den Pedalsimulatorkolben (251) und den Simulatorkolben (253) vom Steuerkolben (210) zur Kolbenstange (310) beabstandet ist, sodass die Kolbenstange (310) in einem normalen Betriebsmodus mechanisch vom ersten Kolben (110) getrennt ist,dadurch gekennzeichnet, dassdie Kolbenstange (310) durch die Druckstange (400) an den Steuerkolben (210) gekoppelt ist, nachdem in einem unnormalen Betriebsmodus die Kolbenstange (310) um eine vorbestimmte Verschiebung bewegt wurde; undein Durchmesser des Hauptzylinders (100) größer ist als ein Durchmesser des Simulatorkolbens (253) und ein Durchmesser des Steuerkolbens (210) größer ist als ein Durchmesser des Hauptzylinders (100), wodurch in dem unnormalen Betriebsmodus ein Bremsdruck erhöht wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugbremsvorrichtung für ein elektronisches Hydraulikbrems(EHB)system. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Fahrzeugbremsvorrichtung eines elektronischen Hydraulikbrems(EHB)systems, das in einem unnormalen Betriebsmodus von einem EHB-System einen Bremsdruck gemäß einer Pedalkraft von einem Fahrer schnell bilden kann und zum Erzeugen eines größeren Bremsdrucks unter der gleichen Pedalkraft geeignet ist.
Beschreibung des Stands der Technik
Im Allgemeinen erfasst, wenn ein Fahrer in einem normalen Betriebsmodus auf ein Bremspedal tritt, ein elektronisches Hydraulikbrems(EHB)system die Verschiebung des Bremspedals durch einen Verschiebungssensor, um ein Abschaltventil zu schließen, wodurch Durchgänge zwischen einem Hauptzylinder von einem Pedalsimulator und Rädern abgeschnitten werden. Dann berechnet eine elektronische Steuereinheit (ECU) einen Raddruck auf der Basis eines von einem Drucksensor übertragenen Drucksignals, zur Rückmeldesteuerung eines Drucks von jedem Rad durch Einstellen eines Drucks von einem Druckspeicher, der eine, unter einem von einer Motorpumpe erzeugten Druck stehenden Flüssigkeit speichert, unter Verwendung von Magnetventilen, die in einem Einlassanschluss und einem Auslassanschluss des Rads bereitgestellt sind. Erfasst die EHB, dass der Fahrer den Bremsvorgang durchzuführen wünscht, stellt die EHB eine Pedalrückstoßkraft bereit. Dazu umfasst, wie in 1 dargestellt, das EHB-System einen Hauptzylinder 10 und einen Simulator 40, der mit einem Simulatorkolben 41 und einer Simulatorfeder 42, die den Simulatorkolben 41 durch eine Öffnung 13 elastisch stützt, ausgestattet ist.
Im Hauptzylinder 10, der den Simulator 40 umfasst, wird, wenn der Fahrer in einem normalen Betriebsmodus auf das Bremspedal tritt, ein auf das Bremspedal ausgeübter Druck durch einen ersten Kolben 20 dem Hauptzylinder 10 zugeführt und dann durch eine erste Feder 22, die den ersten Kolben 20 stützt, einem zweiten Kolben 30 zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt sind Durchgänge zwischen der ersten und zweiten Kammer 21 und 31 und einem Radzylinder (nicht dargestellt) durch ein normal offenes (NO) Ventil blockiert, sodass eine Bremsflüssigkeit stehen bleibt und sich der erste und zweite Kolben 20 und 30 nicht vorwärts bewegen. Bleibt der Fahrer auf dem Bremspedal stehen, bewegt sich der erste Kolben 20 vorwärts, während die erste Feder 22 komprimiert wird und strömt die Bremsflüssigkeit der ersten Kammer 21 durch einen Durchgang zwischen einem lochartigen Stufengefälleteil 11 und einem Dichtungselement 36 in eine Simulatorkammer 43. In diesem Fall wird in der Simulatorkammer 43 und der ersten Kammer 21 auf Grund von elastischer Kraft der Simulatorfeder 42 ein Druck gebildet, sodass der Fahrer die Bremskraft spürt.
In einem unnormalen Betriebsmodus des EHB-Systems strömt, da das Abschaltventil in einem normal offenen (NO) Zustand vorliegt, die Bremsflüssigkeit der ersten und zweiten Kammer 21 und 31 des Hauptzylinders 10 in den Radzylinder, wenn der Fahrer auf das Bremspedal tritt. Da die Bremsflüssigkeit der zweiten Kammer 31 in den Radzylinder strömt, bewegt sich der zweite Kolben 30 vorwärts. Wenn sich der zweite Kolben 30 über einen im lochartigen Stufengefälleteil 11 gebildeten Fluiddurchgang 12 hinaus vorwärts bewegt wird der Durchgang zwischen der ersten und zweiten Kammer 21 und 31 durch den zweiten Kolben 30 blockiert, sodass der Hauptzylinder ähnlich arbeitet wie der an einer herkömmlichen Bremse angebrachte Hauptzylinder. Demgemäß kann der Bremsvorgang durch den auf das Bremspedal ausgeübten Druck erzielt werden. Eine derartige Bremsvorrichtung ist beispielsweise in der KR 102006055735 A beschrieben.
Jedoch dauert es gemäß der Bremsvorrichtung des EHB-Systems im unnormalen Bremsmodus lange, um das unter Verwendung des Kolbens, der im Hauptzylinder vorwärts bewegt wird, in den Simulatorkolben eingebrachte Fluid zu blockieren, wenn der Druck auf das Bremspedal durch den Fahrer ausgeübt wird. Das heißt, es dauert lange, um den Bremsdruck durch die Pedalkraft des Fahrers zu bilden, sodass das EHB-System den Bremsdruck nicht schnell bilden kann.
DE 102 58 266 A1 beschreibt eine Betätigungseinheit für eine brake-by-wire-Bremsanlage, welche eine Simulatoreinrichtung aufweist, damit bei gesperrtem Hauptbremszylinder dem Fahrer ein übliches Pedalgefühl vermittelt wird. Dazu ist eine Simulatorfeder vorgesehen, die aber wirkungslos geschaltet ist, wenn die Hilfsdruckquelle ausfällt und der Hauptbremszylinder in konventioneller Weise zur Betätigung der Bremsen herangezogen wird.
DE 103 06 059 A1 beschreibt ein elektrohydraulisches Bremssystem, das mit einem Simulator versehen ist, dessen Simulatorfeder bei einem fehlerhaften Zustand des Bremssystems außer Kraft gesetzt ist, wobei zur Abbremsung des Kraftfahrzeugs ein Simulatorkolben mit einem den Druckaufbau im Hauptbremszylinder auslösenden Betätigungskolben starr verbunden ist.
DE 103 06 058 A1 beschreibt ein elektrohydraulisches Bremssystem, dessen im Bremsdruckgeber integrierter Simulator beim Ausfall der hydraulischen Verstärkung derart außer Kraft gesetzt ist, dass zur Abbremsung des Kraftfahrzeugs der Simulator mit einem den Druckaufbau im Hauptbremszylinder auslösenden Betätigungskolben starr verbunden ist.
DE 10 2004 054 780 B4 beschreibt ein hydraulisches Bremssystem mit einem Kolbenbauteil, welches gleitend in einem Gehäuse zum Festlegen einer Hauptdruckkammer untergebracht ist, und mit einem Simulatorkolben, welcher zum Festlegen einer Simulatorkammer vorgesehen ist und sich im Ansprechen auf die Betätigung eines Bremspedals bewegt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Demgemäß ist es ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugbremsvorrichtung von einem elektronischen Hydraulikbremssystem bereitzustellen, die imstande ist, in einem normalen Betriebsmodus eine Antriebswelle eines Pedals von einem Kolben eines Hauptzylinders vollständig zu trennen und in einem unnormalen Bremsmodus einen großen Bremsdruck mit weniger Pedalkraft schnell zu bilden.
Zusätzliche Aspekte und/oder Vorteile der Erfindung werden zum Teil in der folgenden Beschreibung dargelegt und werden zum Teil aus der Beschreibung ersichtlich oder können durch Ausüben der Erfindung erlernt werden.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird eine Fahrzeugbremsvorrichtung von einem elektronischem Hydraulikbremssystem bereitgestellt, welche die im unabhängigen Patentanspruch 1 definierten Merkmale aufweist.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Unteransprüchen.
Wie vorstehend beschrieben, kann erfindungsgemäß eine Fahrzeugbremsvorrichtung von einem elektronischen Hydraulikbremssystem in einem normalen Betriebsmodus eine mit einem Bremspedal gekoppelte Antriebswelle vollständig von einem ersten Kolben eines Hauptzylinders trennen und in einem unnormalen Betriebsmodus schnell einen großen Bremsdruck mit weniger Pedalkraft bilden.
Figurenliste
Diese und/oder andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich und leichter verstanden, von denen:

1 eine Schnittansicht ist, die einen mit einem herkömmlichen Pedalsimulator ausgestatteten Hauptzylinder darstellt;
2 eine Schnittansicht ist, die eine Hydraulikdruckzufuhr und eine Fahrzeugbremsvorrichtung von einem elektronischen Hydraulikbremssystem gemäß der Erfindung darstellt;
3 eine Schnittansicht ist, die ein ABS-Hydraulikdruckteil und die Fahrzeugbremsvorrichtung von dem elektronischen Hydraulikbremssystem gemäß der Erfindung darstellt; und
4 eine Ansicht ist, die eine Struktur darstellt, in der ein Druck in einem unnormalen Betriebsmodus des elektronischen Hydraulikbremssystems gemäß der Erfindung verstärkt wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bezug wird nun detailliert auf die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von der Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind, wobei sich gleiche Bezugsnummern durchwegs auf gleiche Elemente beziehen. Die Ausführungsformen sind nachstehend beschrieben, um die vorliegende Erfindung durch Bezug auf die Figuren zu erklären.
Hier nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsvorrichtung für ein elektronisches Hydraulikbrems(EHB)system mit Bezug auf beigefügte Zeichnungen beschrieben.
Wie in 2 dargestellt, umfasst die erfindungsgemäße Fahrzeugbremsvorrichtung für das elektronische Hydraulikbrems(EHB)system eine Antriebswelle 310, einen Pedalbetätigungsdetektor 500, einen Pedalsimulator 250, einen Hauptzylinder 100, einen Vorratsbehälter 110, einen Steuerkolben 210, eine Steuerkammer 230, eine Hydraulikdruckzufuhr 600 und ein Hydraulikdruckteil 700 eines Antiblockierbremssystems (ABS). Die Antriebswelle 310 ist an ein durch einen Fahrer beim Bremsen betätigtes Bremspedal 300 gekoppelt und der Pedalbetätigungsdetektor 500 umfasst einen Pedalverschiebungssensor 510 oder einen Hubsensor 530, um die Pedalkraft des Fahrers zu erfassen. Der Pedalsimulator 250 ist an die Antriebswelle 310 in einem Steuergehäuse 200 gekoppelt, um eine Pedalrückstoßkraft bereitzustellen und der Hauptzylinder 100 gibt einen Hydraulikdruck an eine Radbremse 800 ab, wenn durch das Bremspedal 300 ein Bremsdruck gebildet wird. Der Vorratsbehälter 110 ist an einem oberen Bereich des Hauptzylinders 100 zum Speichern von Öl bereitgestellt und der Steuerkolben 210 gibt den Hydraulikdruck an einen ersten Kolben 110 des Hauptzylinders 100 ab. Die Steuerkammer 230 steuert den Druck des Hauptzylinders 100 zwischen dem Steuerkolben 210 und dem Pedalsimulator 250 und die Hydraulikdruckzufuhr 600 gibt einen Hydraulikdruck 700 je nach Bremsabsicht des Fahrers an die Steuerkammer 230 ab. Das Hydraulikdruckteil eines Antiblockierbremssystems (ABS) ist zwischen dem Hauptzylinder 100 und der Radbremse 800 bereitgestellt, um verschiedene Durchgänge zu bilden und umfasst eine Mehrzahl an Ventilen, Pumpen und Druckspeichern.
Die an das Bremspedal 300 gekoppelte Antriebswelle 310 ist in einem Druckelement 260 untergebracht, das in einem Pedalsimulatorkolben 251 in eine Axialrichtung beweglich bereitgestellt ist. Zudem ist der Pedalverschiebungssensor 510 am Bremspedal 300 bereitgestellt, um die Bremsabsicht des Fahrers zu erfassen.
Das Druckelement 260 ist an einer Seite davon mit einer Aufnahmenut 261 bereitgestellt, um die Antriebswelle 310 aufzunehmen und an der anderen Seite davon mit einer Führungsnut 263 bereitgestellt, die es ermöglicht, dass sich eine Druckstange 400 verschiebbar bewegt, sodass sich das Druckelement 260 in den Pedalsimulatorkolben 251 erstreckt. Ein Vorsprungsteil 265 steht radial von einem Außenumfang des Druckelements 260 vor. Zudem ist der Hubsensor 530 im Druckelement 260 bereitgestellt.
Ein Simulatorkolben 253 ist im Pedalsimulatorkolben 251 bereitgestellt, um sich in eine Axialrichtung mit der Bewegung des Druckelements 260 verschiebbar zu bewegen. Eine zweite Simulatorfeder 257 ist zwischen dem Simulatorkolben 253 und dem Druckelement 260 bereitgestellt, um die Betriebskraft des Druckelements 260 an den Simulatorkolben 253 abzugeben, und eine erste Simulatorfeder 255 ist zwischen dem Simulatorkolben 253 und einer Innenwand des Pedalsimulatorkolbens 251 bereitgestellt, um den Simulatorkolben 253 elastisch zu stützen. Zudem weist die erste Simulatorfeder 255 eine kleinere Federkonstante auf als diejenige der zweiten Simulatorfeder 257. In diesem Fall wird, wenn sich das Druckelement 260 durch die an das Bremspedal 300 gekoppelte Antriebswelle 310 vorwärts bewegt, die erste Simulatorfeder 255, die den Simulatorkolben 253 elastisch stützt, gegen die Innenwand des Pedalsimulatorkolbens 251 gepresst, wodurch eine primäre Rückstoßkraft gebildet wird, und wenn die erste Simulatorfeder 255 vollständig komprimiert ist, drückt das Druckelement 260 die zweite Simulatorfeder 257 zum Komprimieren der zweiten Simulatorfeder 257 zum Steuerkolben 210 hin, wobei eine zweite Rückstoßkraft gebildet wird. Folglich wird auf Grund der zwei linearen Rückstoßkräfte eine geeignete Trittkraft erzeugt.
Der Pedalsimulatorkolben 251 umfasst einen Flansch, der vom Ende des Pedalsimulatorkolbens 251 radial nach außen vorsteht, sodass die Rückwärtsbewegung des Flanges durch eine im Steuergehäuse 200 bereitgestellte Sperrstufe 290 beschränkt ist. Der Pedalsimulatorkolben 251 umfasst eine Anschlagstufe 259, die vom anderen Ende des Pedalsimulatorkolbens 251 radial nach innen vorsteht, um zu verhindern, dass sich das Druckelement 260 vom Pedalsimulatorkolben 251 nach hinten bewegt.
Der Hauptzylinder 100 umfasst den ersten Kolben 110, einen zweiten Kolben 130, eine erste Kammer 140, eine erste Feder 170, eine zweite Kammer 141 und eine zweite Feder 171. Der erste Kolben 110 gibt einen Druck von einem durch den Fahrer gedrückten Pedal an den Hauptzylinder 100 ab und der zweite Kolben 130 bewegt sich durch einen Beförderungsbetrieb des ersten Kolbens 110 vorwärts. Die erste Kammer 140 ist bereitgestellt, um zwischen dem ersten und zweiten Kolben 110 und 130 Öl zu komprimieren. Die erste Feder 170 ist zwischen dem ersten und zweiten Kolben 110 und 130 eingebaut, um die Betriebskraft des ersten Kolbens 110 an den zweiten Kolben 130 abzugeben. Die zweite Kammer komprimiert Öl zwischen dem zweiten Kolben 130 und einer Innenwand des Hauptzylinders 100. Die zweite Feder 171 ist zwischen dem zweiten Kolben 130 und der Innenwand des Hauptzylinders 100 eingebaut, um den zweiten Kolben 130 elastisch zu stützen. Zudem sind ein erster und zweiter Anschluss 150 und 151 an einem unteren Bereich des Hauptzylinders 100 bereitgestellt, um einen betriebsinternen Flüssigkeitsdruck des Hauptzylinders 100 an die Radbremse 800 abzugeben.
Zudem ist ein Innendurchmesser des Hauptzylinders 100 größer als ein Durchmesser des Simulatorkolbens 253.
Das Steuergehäuse 200 weist ein zwischen dem ersten Kolben 110 und dem Pedalsimulatorkolben 251 bereitgestelltes Ölloch 270 auf, um in einem normalen Betriebsmodus eine Bremsflüssigkeit, die in einem Druckspeicher 630 gespeichert wurde, bereitzustellen.
Der Steuerkolben 210 liegt am ersten Kolben 110 an, um den Flüssigkeitsdruck von durch das Ölloch 270 eingebrachtem Öl an den ersten Kolben 110 abzugeben. Der Steuerkolben 210 bewegt sich im Steuergehäuse 200 verschiebbar in eine Axialrichtung und wird durch eine Stützfeder elastisch gestützt. Zudem ist der Durchmesser des Steuerkolbens 200 größer als ein Innendurchmesser des Hauptzylinders 100.
Zudem ist eine Druckstange fest im Steuerkolben 210 eingebaut, um im unnormalen Betriebsmodus durch einen mechanischen Kontakt zwischen dem ersten Kolben 110 und der Antriebswelle 310 einen Flüssigkeitsdruck zu bilden.
Die Druckstange 400 erstreckt sich durch Durchlaufen durch den Pedalsimulatorkolben 251 und dem Simulatorkolben 253, sodass ein vorbestimmter Freiraum S zwischen einem freien Ende der Druckstange 400 und der Führungsnut 263 des Druckelements 260 gebildet werden kann. Zudem ist, obwohl die Bewegung der Druckstange 400 zur Antriebswelle 310 hin durch den Steuerkolben 210 und einem Vorsprungsteil 213 beschränkt ist, die Druckstange 400 nicht durch den Pedalsimulatorkolben 251 und den Simulatorkolben 253, durch die sich die Druckstange frei bewegen kann, beschränkt.
Die Steuerkammer 230 ist zwischen dem Steuerkolben 210 und dem Pedalsimulatorkolben 251 bereitgestellt, um den Druck des Hauptzylinders 100 zu steuern.
Die Hydraulikdruckzufuhr 600, die der Steuerkammer 230 einen Bremshydraulikdruck bereitstellt, umfasst eine durch einen Motor 610 betriebene Pumpe 620. Der Motor 610 wird durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) gesteuert. Mit anderen Worten, die ECU steuert den Motor 610 durch einen Bremsdruck je nach Bremsabsicht des Fahrers gemäß einem Pedalhub oder einer Pedalkraft auf der Basis von Pedalmanipulationserfassung und einem Pedalmanipulationssignal des Hubsensors 530 oder des Pedalverschiebungssensors 510.
Die Hydraulikdruckzufuhr 600 umfasst den zwischen einem Einlassventil 650 und einem Auslassanschluss der Pumpe 620 bereitgestellten Druckspeicher 630, um das durch den Antrieb der Pumpe 620 erhaltene Hochdrucköl bedarfsweise zu speichern. Ein Drucksensor 631 ist an einem Ausgangsanschluss des Druckspeichers 630 bereitgestellt, um einen Öldruck des Druckspeichers 630 zu messen. Demgemäß wird der durch den Drucksensor 631 gemessene Öldruck mit einem voreingestellten Druck verglichen. Ist der Öldruck niedriger als der voreingestellte Druck, wird die Pumpe 620 angetrieben, um einen Öldruck in dem Druckspeicher 630 aufzufüllen.
Zudem ist die Hydraulikdruckzufuhr 600 darin mit einem Entlastungsdurchgang 640 bereitgestellt, der den Ausgangsanschluss des Druckspeichers 630 und einen Ausgangsanschluss von einem später beschriebenen Auslassventil 661 verbindet, um zu verhindern, dass ein übermäßiger Druck in den Druckspeicher 630 abgefüllt wird, und ist ein Entlastungsventil 641 am Entlastungsdurchgang 640 bereitgestellt. Im Detail wird das Entlastungsventil 641 in normalen Zeiten in einem geschlossenen Zustand bewahrt und wird geöffnet, wenn der Öldruck des Druckspeichers 630 den voreingestellten Druck überschreitet, wodurch verhindert wird, dass ein übermäßiger Druck im Druckspeicher 630 erzeugt wird.
Das Einlassventil 650 ist am Ausgangsanschluss des Druckspeichers 630 bereitgestellt. Das Einlassventil 650 ist eine normal geschlossene Ausführung und wird geöffnet, wenn ein Fahrer auf das Bremspedal tritt, wodurch das im Druckspeicher 630 gespeicherte Bremsöl an die Steuerkammer 230 abgegeben wird.
Zudem ist ein Rücklaufdurchgang 660 in der Hydraulikdruckzufuhr 600 bereitgestellt, um die Steuerkammer 230 mit einem Eingangsanschluss der Pumpe 620 zu verbinden und ist das Auslassventil 661 in der Mitte des Rücklaufdurchgangs 660 bereitgestellt, um Öl von der Steuerkammer 230 zum Einlassanschluss der Pumpe 620 abzuführen.
Die Hydraulikdruckzufuhr 600 ist durch eine Hydraulikdruckleitung 670 an das Ölloch 270 gekoppelt, um zu ermöglichen, dass Öl der Steuerkammer 230 zugeführt/aus der Steuerkammer 230 ausgegeben wird.
3 ist eine schematische Ansicht, die das erfindungsgemäße ABS-Hydraulikdruckteil 700 darstellt. Das ABS-Hydraulikdruckteil 700 umfasst eine Mehrzahl an Magnetventilen 710a, 710b, 730a und 730b, erste und zweite Niederdruckspeicher 750a und 750b, eine Pumpe 770 und erste und zweite Öldurchgänge 790a und 790b. Die Magnetventile 710a, 710b, 730a und 730b steuern an die ersten und zweiten Radbremsen 800a und 800b abgegebene Bremshydraulikdrücke. Die ersten und zweiten Niederdruckspeicher 750a und 750b speichern in einem Druckreduktionsmodus von einem ABS bedarfsweise Öl von den ersten und zweiten Radbremsen 800a und 800b. Die Pumpe 770 saugt das in den ersten und zweiten Niederdruckspeichern 750a und 750b gespeicherte Öl an und gibt es aus. Die ersten und zweiten Öldurchgänge 790a und 790b verbinden die ersten und zweiten Anschlüsse 150 und 151 des Hauptzylinders 100 mit Einlässen der Pumpe 770. Die Magnetventile sind in, an einem Stromaufwärtsteil der ersten und zweiten Radbremsen 800a und 800b bereitgestellte Magnetventile vom NO-Typ 710a und 730a und in, an einem Stromabwärtsteil der ersten und zweiten Radbremsen 800a und 800b bereitgestellte Magnetventile vom NC-Typ 710b und 730b eingeteilt. Die ECU (nicht dargestellt) steuert einen Öffnungs-/Schließungsbetrieb der Magnetventile 710a, 710b, 730a und 730b gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit.
Hier nachstehend wird der Betrieb der Fahrzeugbremsvorrichtung des elektronischen Hydraulikbremssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
Mit Bezug auf 2 bewegt sich, im normalen Betriebsmodus des EHB-Systems, wenn ein Fahrer auf ein Bremspedal tritt, die an das Bremspedal 300 gekoppelte Antriebswelle 310 in die Axialrichtung nach links. Gleichzeitig bewegt sich das Druckelement 260 nach links in den Pedalsimulatorkolben 251. Die Bewegung des Druckelements 260 wird vom Hubsensor 530 erfasst und ein Erfassungssignal für die Bewegung des Druckelements 260 wird zur ECU übertragen. Demgemäß treibt die ECU den Motor 610 an, um die Pumpe 620 zu betreiben, um einen Bremshydraulikdruck zu erzeugen. Durch die Pumpe 620 erzeugtes Hochdrucköl wird im Druckspeicher 630 gespeichert. Mit anderen Worten, die Hydraulikdruckzufuhr 600 erfasst die Bremsabsicht des Fahrers durch den Pedalverschiebungssensor 510 oder den Hubsensor 530 und überträgt ein Erfassungssignal zur ECU und die ECU gibt je nach Bremsabsicht einen Hydraulikdruck vom Druckspeicher 630, der durch die Pumpe 620 unter Druck gesetztes Öl gespeichert hat, durch Öffnen des Einlassventils 650 durch die Hydraulikdruckleitung 670 an die Steuerkammer 230 ab.
Mit Bezug auf 2 wird die in die Steuerkammer 230 eingebrachte Bremsflüssigkeit an den, an einem linken Bereich der Steuerkammer 230 angeordneten Steuerkolben 210 und an den, an einem rechten Bereich der Steuerkammer 230 angeordneten Pedalsimulatorkolben 251 angelegt. Jedoch ist, da der Pedalsimulatorkolben 251 durch die, im Steuergehäuse 200 bereitgestellte Sperrstufe 290 gestützt wird, die Bewegung des Pedalsimulatorkolbens 251 in eine rechte Richtung beschränkt. Zudem bewegt sich der Steuerkolben 210 durch den Hydraulikdruck der Steuerkammer 230 nach links, um den Hydraulikdruck an den, am Steuerkolben 210 anliegenden ersten Kolben 110 abzugeben. Zudem bewegt sich der erste Kolben 110 vorwärts in die linke Richtung, sodass sich der zweite Kolben 130 vorwärts bewegt. Demgemäß wird Öl durch die ersten und zweiten Kammern 140 und 141 komprimiert und dann durch die ersten und zweiten Anschlüsse 150 und 151 in das ABS-Hydraulikdruckteil 700 eingebracht.
Zudem bewegt sich, obwohl sich das Druckelement 260 weiter in die linke Richtung bewegt, wenn sich die Antriebswelle 310 weiter in die linke Richtung bewegt, die, an den Steuerkolben 210 gekoppelte Druckstange 400 mit dem Steuerkolben 210 nach links, wenn sich der Steuerkolben 210 nach links bewegt. Demgemäß ist die Druckstange 400 von der Antriebswelle 310 getrennt, sodass die, durch die Antriebswelle 310 an das Druckelement 260 abgegebene Kraft nicht auf den ersten Kolben 110 übertragen wird. Mit anderen Worten ist im normalen Betriebsmodus, da ein Bewegungsausmaß des Steuerkolbens 210 nach links größer ist als ein Bewegungsausmaß der Antriebswelle 310 und des Druckelements 260 nach links, eine Seite der Druckstange 400 nicht in der Führungsnut 263 des Druckelements 260 jenseits des Freiraums S aufgenommen. Demgemäß wird die Kraft in die Axialrichtung, ausgeübt durch die, an das Bremspedal 300 gekoppelte Antriebswelle 310, auf Grund des Freiraums S nicht an den ersten Kolben 110 abgegeben.
Ist die Bewegung des Pedalsimulatorkolbens 251 auf Grund des Hydraulikdrucks der Steuerkammer 230 und der Sperrstufe 290 in die rechte Richtung beschränkt und tritt der Fahrer auf das Bremspedal 300, wenn sich das Druckelement 260 durch die, mit dem Bremspedal 300 gekoppelte Antriebswelle 310 vorwärts bewegt, wird die zweite Simulatorfeder 257, die den Simulatorkolben 253 elastisch stützt, zum Simulatorkolben 253 hin komprimiert, um eine primäre Rückstoßkraft in eine Richtung gegenläufig zu einer Beförderungsrichtung der Antriebswelle 310 zu bilden. Zudem drückt, wenn die zweite Simulatorfeder 257 vollständig komprimiert ist, der Simulatorkolben 253 an die erste Simulatorfeder 255. Demgemäß wird die zweite Simulatorfeder 257 in die Beförderungsrichtung des Druckelements 260 komprimiert, um eine zweite Rückstoßkraft zu bilden. Deshalb wird eine lineare Rückstoßkraft zweimal gebildet, sodass ein Fahrer eine geeignete Trittkraft am Scheibenpedal spüren kann.
In einem unnormalen Betriebszustand des EHB-Systems bewegen sich, obwohl der Bremshydraulikdruck nicht auf die Steuerkammer 230 ausgeübt wird, die Antriebswelle 310 und das Druckelement 260 mit der Betätigung des Bremspedals 300 in die linke Richtung vorwärts. Demgemäß wird die erste Simulatorfeder 255 in der Beförderungsrichtung komprimiert. Nachdem die Simulatorfeder 255 vollständig komprimiert ist, um engen Kontakt mit dem Pedalsimulatorkolben 251 herzustellen, wird die zweite Simulatorfeder 257 komprimiert. Demgemäß stellt der Pedalsimulatorkolben 251 engen Kontakt mit dem Steuerkolben 210 her, während er die Steuerkammer 230 zusammendrückt. Zudem gleitet eine Seite der, in der Führungsnut 263 des Druckelements 260 aufgenommenen Druckstange 400 in den Freiraum S, um sich der Innenwand der Führungsnut 263 anzunähern und nähert sich die andere Seite der, mit dem Steuerkolben 210 verriegelten Druckstange 400 dem ersten Kolben 110 an. Demgemäß ist die Druckstange 400 mit der Antriebswelle 310 und dem ersten Kolben 110 gekoppelt. Deshalb bewegt sich, wenn sich der erste Kolben 110 in die linke Richtung vorwärts bewegt, der zweite Kolben 130 vorwärts, sodass Öl von den ersten und zweiten Kammern 140 und 141 komprimiert wird. Dann wird das Öl durch die ersten und zweiten Anschlüsse 150 und 151 in das ABS-Hydraulikdruckteil 700 eingebracht und an die Radbremse 800 abgegeben. Demgemäß kann ein Bremsdruck schnell gebildet werden.
Mit Bezug auf 4 ist in einem derartigen unnormalen Betriebsmodus, da ein Durchmesser des Steuerkolbens 210 größer ist als ein Durchmesser des Hauptzylinders 100 und der Durchmesser des Hauptzylinders 100 größer ist als der Durchmesser des Simulatorkolbens 253, ein Bremsdruck erhöht, selbst wenn die Pedalkraft nicht erhöht wird. Demgemäß kann die Sicherheit des Fahrers vorteilhafter abgesichert werden. Mit anderen Worten, wenn der Fahrer mit einer vorbestimmten Pedalkraft F_in auf das Bremspedal 300 tritt, wird zwischen dem Simulatorkolben 253 und einem Ende der Innenwand des Pedalsimulatorkolbens 251 ein Bremsdruck Pc auf den Steuerkolben 210 ausgeübt und der Steuerkolben 210 gibt eine Kraft F_out durch den ersten Kolben 110 an die Innenseite des Hauptzylinders 100 aus. Demgemäß ist die auf den Steuerkolben 210 ausgeübte Kraft F_out mit der auf die Innenseite des Hauptzylinders 100 ausgeübte Kraft F_out identisch. Mit anderen Worten, der Druck Pc in der Steuerkammer 230 wird in der folgenden Gleichung ausgedrückt. $Pc = F_in / A_{s} = F_out / A_{c}$
Demgemäß ist die im Hauptzylinder 100 ausgeübte Kraft F_out proportional zu einem Querschnittsbereich Ac des Steuerkolbens 210 und umgekehrt proportional zu einem Querschnittsbereich As des Simulatorkolbens 253. Dies wird in der folgenden Gleichung ausgedrückt. $F_out = (A_{c} / A_{s}) * F_in$
Demgemäß wird der durch den Hauptzylinder 100 an die Radbremse 800 abgegebene Druck Pm von Öl in der folgenden Gleichung ausgedrückt. $Pm = F_Out / Am = (F_in / Am) * (A_{c} / A_{s})$
Mit anderem Worten, der Querschnittsbereich Am des Hauptzylinders 100 ist eine, gemäß einer Spezifikation von einem Fahrzeug bestimmte Variable, wie eine für einen Bremsvorgang erforderliche Ölmenge. Auf der Annahme, dass der gleiche Fahrzeugtyp unter der gleichen Pedalkraft F eingesetzt wird, obwohl der durch den Hauptzylinder 100 an die Radbremse 800 abgegebene Druck Pm von Öl proportional zur Querschnittsfläche Ac des Steuerkolbens 210 ist, ist der Druck Pm umgekehrt proportional zur Querschnittsfläche As des Simulatorkolbens 253.
Deshalb ist erfindungsgemäß, da der Durchmesser des Steuerkolbens 210 größer ist als der Durchmesser des Simulatorkolbens 253, der Bremsdruck unter der gleichen Pedalkraft erhöht. Demgemäß kann selbst unter kleiner Pedalkraft ein großer Bremsdruck gebildet werden.
Obwohl wenige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, ist es dem Fachmann bewusst, dass Änderungen in diesen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von den Prinzipien und dem Geist der Erfindung, deren Umfang in den Ansprüchen und ihren Entsprechungen definiert ist, abzuweichen.

Claims

Fahrzeugbremsvorrichtung von einem elektronischem Hydraulikbremssystem mit: einer an ein Bremspedal (300) gekoppelten Kolbenstange (310); einem Pedalbetätigungsdetektor (500), der eine Pedalkraft von einem Fahrer erfasst; einem Pedalsimulator (250), der an die Kolbenstange (310) in einem Steuergehäuse gekoppelt ist, um eine Pedalrückstoßkraft bereitzustellen; einem Hauptzylinder (100), der einen Hydraulikdruck an eine Radbremse abgibt, wenn ein Bremsdruck durch das Bremspedal (300) gebildet wird; einem Steuerkolben (210), der an einem ersten Kolben (110) des Hauptzylinders (100) anliegt, um einen Hydraulikdruck an den ersten Kolben (110) abzugeben; einer Steuerkammer (230), die einen Druck des Hauptzylinders (100) zwischen dem Steuerkolben (210) und dem Pedalsimulator (250) steuert; und einer Hydraulikdruckzufuhr (600), die einen, wie von einem Fahrer angefordert, Hydraulikdruck an die Steuerkammer (230) abgibt, wobei der Pedalsimulator (250) umfasst: einen Pedalsimulatorkolben (251), der sich verschiebbar im Steuergehäuse bewegt; ein Druckelement (260), das sich je nach Hin- und Herbewegung der Kolbenstange (310) im Pedalsimulatorkolben (251) hin und her bewegt; einen im Pedalsimulatorkolben (251) bereitgestellten Simulatorkolben (253), um sich je nach Bewegung des Druckelements (260) verschiebbar zu bewegen; und eine Druckstange (400), die im Druckelement (260) aufgenommen ist, während sie von einer Bodenwand von einer Bohrung beim Durchlaufen durch den Pedalsimulatorkolben (251) und den Simulatorkolben (253) vom Steuerkolben (210) zur Kolbenstange (310) beabstandet ist, sodass die Kolbenstange (310) in einem normalen Betriebsmodus mechanisch vom ersten Kolben (110) getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (310) durch die Druckstange (400) an den Steuerkolben (210) gekoppelt ist, nachdem in einem unnormalen Betriebsmodus die Kolbenstange (310) um eine vorbestimmte Verschiebung bewegt wurde; und ein Durchmesser des Hauptzylinders (100) größer ist als ein Durchmesser des Simulatorkolbens (253) und ein Durchmesser des Steuerkolbens (210) größer ist als ein Durchmesser des Hauptzylinders (100), wodurch in dem unnormalen Betriebsmodus ein Bremsdruck erhöht wird.
Fahrzeugbremsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Pedalsimulator (250) des Weiteren umfasst: eine zweite Simulatorfeder (257), die zwischen dem Simulatorkolben (253) und dem Druckelement (260) bereitgestellt ist, um eine Betriebskraft des Druckelements (260) an den Simulatorkolben (253) abzugeben; und eine erste Simulatorfeder (255), die den Simulatorkolben (253) zwischen dem Simulatorkolben (253) und einer Innenwand des Pedalsimulatorkolbens (251) elastisch stützt, in der eine Federkonstante der ersten Simulatorfeder (255) kleiner ist als eine Federkonstante der zweiten Simulatorfeder (257).
Fahrzeugbremsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei im normalen Betriebsmodus die an den Steuerkolben (210) gekoppelte Druckstange (400) von der Kolbenstange (310) getrennt ist und eine Pedalkraft durch den Pedalsimulator (250) gebildet wird.
Fahrzeugbremsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich der Pedalsimulatorkolben (251) im normalen Betriebsmodus durch einen Druck der Steuerkammer (230) zur Kolbenstange (310) hin bewegt und die Bewegung des Pedalsimulatorkolbens (251) durch eine im Steuergehäuse bereitgestellte Sperrstufe beschränkt ist.