HU220480B1 - Hidraulikus fékberendezés gépjárművekhez - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya hidraulikus fékberendezés gépjárművekhez, amelytartalmaz egy főfékhengert (3), valamint a főfékhenger elé kapcsolt,fékpedállal (4) működtethető vákuumos fékerőfokozóból (2) állóműködtetőegységet (1), egy közbekapcsolt nyomásmodulátoron (9) át afőfékhenger (3) nyomótereihez csatlakozó kerékfékeket (12, 13, 14,15), a fékpedállal (4) együttműködő féklámpakapcsolót (6), a fékhatáscsökkentését felismerő villamos kapcsolóberendezést (10), a fékpedálműködtetési sebességét észlelő útérzékelőt (11) valamint egy olyanelektronikus vezérlőegységet (8), amelyre a féklámpakapcsoló (6), avillamos kapcsolóberendezés (10), valamint az útérzékelő (11) villamosjelei vannak rávezetve, és amely elektronikus vezérlőegységnek (8) akimenőjelei a vákuumos fékerőfokozó (2) házában pneumatikus,nyomáskülönbség létrehozását vezérlő pneumatikus vezérlőszelepet (5)működtető kialakítású, amely pneumatikus vezérlőszelep (5) a teljesfékezésre utaló fékpedál- (4) működtetés esetén a gépjárművezető általvégzett működtetéstől függetlenül van működésbe hozva. A találmányszerinti hidraulikus fékberendezést az jellemzi, hogy az elektronikusvezérlőegység (8) az útérzékelő (11) folytonos kalibrálását lehetővétevő eszközökkel van ellátva. ŕ

Description

A találmány tárgya hidraulikus fékberendezés gépjárművekhez, amely tartalmaz egy főfékhengert, valamint a főfékhenger elé kapcsolt, fékpedállal működtethető vákuumos fékerőfokozóból álló működtetőegységet, egy közbekapcsolt nyomásmodulátoron át a főfékhenger nyomótereihez csatlakozó kerékfékeket, a fékpedállal együttműködő féklámpakapcsolót, a fékhatás csökkentését felismerő villamos kapcsolóberendezést, a fékpedál működtetési sebességét észlelő útérzékelőt valamint egy olyan elektronikus vezérlőegységet, amelyre a féklámpakapcsoló, a villamos kapcsolóberendezés, valamint az útérzékelő villamos jelei vannak rávezetve, és amely elektronikus vezérlőegységnek a kimenőjelei a vákuumos fékerőfokozó házában pneumatikus nyomáskülönbség létrehozását vezérlő pneumatikus szelepet működtemek, amely pneumatikus szelep a teljes fékezésre utaló fékpedál működtetés esetén a gépjárművezető által végzett működtetéstől függetlenül van működésbe hozva.

Ilyen fékberendezés például a DE-PS 42 08 496 számú német szabadalomból ismert. A működtetési sebességet észlelő eszközök ebben az ismert fékberendezésben a fékpedálhoz vannak hozzárendelve, és ezeket az eszközöket szögtávadóként kiképzett pedálhelyzettávadó képezi, míg a fent említett kapcsolóberendezés a működtetőrúdnak a fékpedálon való csuklós csatlakoztatási helyénél van elhelyezve és a viszonylagos mozgást észlelő érzékelő képezi. A két érzékelőnek a gépjárművezető lábterében való elhelyezése azonban jelentős szerelési költségeket okoz, amelyeknek az oka elsősorban az, hogy az említett térben kábelkorbácsot kell lefektetni. Ezenkívül fennáll annak veszélye, hogy az ismert érzékelőberendezések működésére károsan hat például a vezető lábterében fellépő piszok vagy nedvesség.

Az „Elektronisch geregelter Bremskrafverstárker” című szakcikkből (ATZ Automobiltechnische Zeitschrift, 97 (1995) Januar, No. 1., Stuttgart, DE) ismert egy útérzékelő alkalmazása a fékpedál sebességének érzékelésére, amely a fékerőfokozó mozgatható falának útját érzékeli. Az ilyen elektronikusan szabályozható fékerőfokozóval ellátott, külső erővel támogatott fékberendezés kifogástalan működéséhez fontos a fékpedál helyzetének ismerete, mivel a fékpedál útjának növekedésekor változik a külső működtetés kioldási küszöbe. A fékpedál pillanatnyi helyzete azonban függ egyrészt a vákuumos fékerőfokozó házában fennálló szívástól, amelynek következménye a fokozó erőt kifejtő fal előremozgása, másrészt függ a fékberendezés légtelenítésének mértékétől. Az abszolút pedálút fontosságára való tekintettel az útérzékelőt kalibrálni kell, vagyis nullapontját, illetőleg kiindulási pontját rögzíteni kell. A készülék szerelésekor végzett egyszeri kalibrálás azonban nem elegendő, mert a rendszer működésének tartama alatt bekövetkező kopás eltolódásokat okozhat. Ezenkívül az útérzékelő egyszeri kalibrálásakor nem ismerik fel az útérzékelő rögzítési helyzetét.

Találmányunk célja ezért a bevezetésben leírt jellegű hidraulikus fékberendezés olyan tökéletesítése, amely az előbb említett tényezők zavaró hatásait lényegében kiküszöböli, és ezzel az üzembiztonságát jelentősen fokozza.

A találmány szerinti célkitűzést olyan hidraulikus fékberendezéssel valósítjuk meg, amely tartalmaz egy főfékhengert, valamint a főfékhenger elé kapcsolt, fékpedállal működtethető vákuumos fékerőfokozóból álló működtetőegységet, egy közbekapcsolt nyomásmodulátoron át a főfékhenger nyomótereihez csatlakozó kerékfékeket, a fékpedállal együttműködő féklámpakapcsolót, a fékhatás csökkentését felismerő villamos kapcsolóberendezést, a fékpedál működtetési sebességét észlelő útérzékelőt valamint egy olyan elektronikus vezérlőegységet, amelyre a féklámpakapcsoló, a villamos kapcsolóberendezés, valamint az útérzékelő villamos jelei vannak rávezetve, és amely elektronikus vezérlőegységnek a kimenőjelei a vákuumos fékerőfokozó házában pneumatikus nyomáskülönbség létrehozását vezérlő pneumatikus szelepet működtetnek, amely pneumatikus szelep a teljes fékezésre utaló fékpedál működtetés esetén a gépjárművezető által végzett működtetéstől függetlenül van működésbe hozva, és amelyet az jellemez, hogy az elektronikus vezérlőegység az útérzékelő folytonos kalibrálását lehetővé tevő eszközöket tartalmaz.

Különösen előnyös, ha az elektronikus vezérlőegység folytonosan megkapja az útérzékelő, a féklámpakapcsoló, valamint a villamos kapcsolóberendezés állapotadatait.

Az útérzékelő megállapított kalibrálási értéke, illetőleg nullapontja előnyös módon a féklámpakapcsolo, valamint a villamos kapcsolóberendezés kapcsolási állapotától függően az elektronikus vezérlőegységben van tárolva, elsősorban azonban csak akkor, ha sem a féklámpakapcsoló, sem a villamos kapcsolóberendezés nincs működtetett állapotban.

A találmány szerinti fékberendezés működési biztonsága végül azzal fokozható, hogy az elektronikus vezérlőegység eszközöket tartalmaz, amelyek lehetővé teszik a kalibrálás elvégzésének felismerését.

A találmány egyik előnyös továbbfejlesztése szerint az útérzékelő arányosan működő érzékelőként van kialakítva, amely a vákuumos fékerőfokozó mozgatható falának tengelyirányú mozgatásával működtethető, és amelynek a kimenőjele a mozgatható fal működtetési útjával egyenesen arányos, és amelyet az elektronikus vezérlőegység az idő szerint differenciál. Az útérzékelő ekkor előnyös módon lineáris potenciométerként van kialakítva.

A találmány különösen kompakt felépítésű kiviteli alakjában a pneumatikus szelepet a vákuumos fékerőfokozó fékpedállal működtethető vezérlőszelepe képezi, amely kiegészítőleg elektromechanikai, az elektronikus vezérlőegység révén vezérelhető eszközökkel működtethető.

A találmány tárgyának egyik előnyös továbbfejlesztésében az elektromechanikai eszközöket egy elektromágnes, valamint a vezérlőszelepnek az elektromágnessel együttműködő tömítőüléke képezi. Az elektromágnes a fékpedállal erőátviteli összeköttetésben lévő szelepdugattyú alkotóelemeként van kiképezve. Ezek a megoldások lehetővé teszik az útérzékelőhöz menő vil2

HU 220 480 Β1 lamos vezetékek integrálását az elektromágneshez lefektetett kábelba, úgyhogy optimális helykihasználás valósul meg.

A találmány tárgyának egy további, olcsón előállítható, előnyös kiviteli alakjában a villamos kapcsolóberendezés a vezérlőszelepet befogadó vezérlőházban van elhelyezve. A kapcsolóberendezés előnyös módon a szelepdugattyún elhelyezett mikrokapcsolóból, valamint a vezérlőházban eltolhatóan vezetett működtetőelemből áll, amely a vákuumos fékerőfokozó nyugalmi helyzetében az erősítőházhoz képest rögzített ütközőjére fekszik fel.

Találmányunkat, a találmány további részleteit, jellemzőit és előnyeit annak példaképpen! kiviteli alakjai kapcsán ismertetjük részletesebben ábráink segítségéve], amelyek közül az

1. ábra a találmány szerinti fékberendezés egy kiviteli alakjának vázlatos ábrázolása, a

2. ábra az 1. ábra szerinti fékberendezésben alkalmazható pneumatikus fékerőfokozó egy kiviteli alakja tengelyirányú metszetben, részben kitörve, a

3. ábra és 4. ábra két folyamatábra, amelyek az elektronikus vezérlőegységben a hitelesítéskor lejátszódó fő lépéseket ábrázolják.

Az 1. ábrán látható, találmány szerinti fékberendezés lényegében egy 1 működtetőegységből, egy 8 elektronikus vezérlőegységből, 12, 13,14,15 kerékfékből, a 12,13,14, 15 kerékfék és az 1 működtetőegység között elhelyezett 9 nyomásmodulátorból, valamint a 8 elektronikus vezérlőegységgel együttműködő 7 ABS/ASR szabályozóból (blokkolásgátlóból és hajtási csúszásszabályozóból) áll. A 7 ABS/ASR szabályozó vezérlőjeleket állít elő a 9 nyomásmodulátor számára. A gépjármű mindegyik - itt nem ábrázolt kerekéhez - egy 16, 17, 18,19 kerékérzékelő van hozzárendelve, amelynek a keréksebességnek megfelelő vezérlőjele a 7 ABS/ASR szabályozóra jut. Az 1 működtetőegységet egy 4 fékpedállal működtethető pneumatikus fékerőfokozó, előnyös módon egy 2 vákuumos fékerőfokozó képezi, amely után egy 3 főfékhenger, előnyös módon egy ikerfőfékhenger van kapcsolva, amelynek a nem ábrázolt nyomótereit 25, 26 hidraulikus vezeték köti össze a 9 nyomásmodulátorral. A 4 fékpedálhoz egy 27 működtetőrúd csatlakozik. A 27 működtetőrúd lehetővé teszi a csak vázlatosan jelölt 5 vezérlőszelep működtetését, amely a 2 vákuumos fékerőfokozó házában pneumatikus nyomáskülönbség létrehozását vezérli. A 8 elektronikus vezérlőegység vezérlőjeleivel vezérelhető 22 elektromágnes (2. ábra) lehetővé teszi az 5 vezérlőszelepnek a 4 fékpedállal való működtetéstől független külső működtetését.

A 4 fékpedállal működési összeköttetésben lévő 6 féklámpakapcsoló lehetővé teszi a 4 fékpedállal való működtetés felismerését, míg a működtetési sebességet egy érzékelőberendezés érzékeli, amelyet egy előnyös módon analóg működésű, a 2 vákuumos fékerőfokozóhoz hozzárendelt 11 útérzékelő képez. All útérzékelő, amelynek a kimenőjelei a 8 elektronikus vezérlőegységre vannak vezetve - amely kimenőjeleket az elektronikus vezérlőegység a fék működtetésének első időszakaszában döntési alapként értékel az aktív fékezési beavatkozáshoz - előnyös módon lineáris potenciométerként van kialakítva. A 4 fékpedálra való lépés gradiensét a 8 elektronikus vezérlőegység úgy értékeli, hogy képezi a potenciométer analóg jeleinek időbeli változását. Ha az így megállapított érték meghalad egy előre rögzített küszöbértéket, akkor a 8 elektronikus vezérlőegység vezérlőjelet állít elő az 5 vezérlőszelepet működtető 22 elektromágnes vezérléséhez.

Az 1. ábrán csak vázlatosan jelölt 10 villamos kapcsolóberendezés gondoskodik arról, hogy a 22 elektromágnes a külső erővel támogatott fékezési folyamat befejezése után biztosan lekapcsolódjon.

Az 1. ábrán ábrázolt 2 vákuumos fékerőfokozó 20 erősítőházát egy tengelyirányban mozgatható 21 fal egy 30 munkakamrára és egy 31 vákuumkamrára osztja, ahogyan ez elsősorban a 2. ábrán látható. A tengelyirányban mozgatható 21 fal egy lemezből mélyhúzott 24 membrántányérból és az erre felfekvő hajlékony 23 membránból áll, amely a 24 membrántányér külső kerülete és a 20 erősitőház között gördülő redőként tömítést képezően van kialakítva.

A 27 működtetőrúddal működtethető 5 vezérlőszelep a 20 erősítőházban tömítetten vezetett, a mozgatható 21 falat hordozó 40 vezérlőházban van elhelyezve, és a 40 vezérlőházon kiképzett első, 41 tömítőülékből, a 27 működtetőrúddal összekötött 42 szelepdugattyún kiképzett második, 43 tömítőülékből, valamint a két, 41 és 43 tömítőülékkel együttműködő 44 szeleptestből áll. Egy 30 munkakamra az 5 vezérlőszelepben oldalt haladó 28 csatorna útján összeköthető egy 31 vákuumkamrával.

A 2 vákuumos fékerőfokozó előbb említett, a 27 működtetőrúdtól független külső működtetésének megindításához az első, 41 tömítőülék és a második, 43 tömítőülék között sugárirányban egy harmadik 45 tömítőülék van, amely a 42 szelepdugattyúval együtt a 40 vezérlőházban eltolható 22 elektromágnessel működtethető.

A 22 elektromágnes a 42 szelepdugattyúval összekötött 38 vezetőrészre felhúzott 46 csévéből, valamint az ebben eltolhatóan elhelyezett, hengeres 39 horgonyból áll, amely a 40 vezérlőházban tömítetten vezetett 29 hüvellyel erőátviteli összeköttetésben van. A 29 hüvelyen a harmadik 45 tömítőülék úgy van kiképezve, hogy lehetővé válik a 22 elektromágnes által kifejtett külső működtetőerő átvitele a harmadik, 45 tömítőülékre. A harmadik 45 tömítőülék a 42 szelepdugattyún kiképzett második, 43 tömítőülékhez képest tengelyirányban el van tolva (lásd a „b” távközt).

Külső fékezéskor, amit az indít meg, hogy a 46 cséve áramot kap, egy 39 horgony az ábrán jobbra tolódik. Ennek következtében a harmadik, 45 tömítőülék először áthidalja a „b” távközt, majd felfekszik a 44 szeleptest tömítőfelületén. Ez a felfekvés a 40 vezérlőházon kiképzett első 41 tömítőüléket működésileg áthidalja, úgyhogy megszűnik az összeköttetés a 2 vákuumos fékerőfokozó pneumatikus 30 munkakamrája és 31 vákuumkamrája között. Ezután a harmadik 45 tömítőülék

HU 220 480 Bl és egy 44 szeleptesttel együtt mozog tovább; és ekkor a második 43 tömítőülék nyílik, továbbá a 2 vákuumos fékerőfokozó levegővel feltölthető 30 munkakamrája feltöltődik levegővel. A harmadik 45 tömítőülék mozgása addig tart, míg a 39 horgony fel nem ütközik egy 38 vezetőrészre és a két alkatrész közötti „s” rés nullává nem válik. Ha a 27 működtetőrúdon nincs működtetőerő, akkor a 40 vezérlőház a 42 szelepdugattyúhoz viszonyítva akkora úttal megy előre, amely megegyezik a 42 szelepdugattyú mozgását határoló 32 kereszttag és a 40 vezérlőházon kiképzett 33 ütközőfelület közötti „a” távközzel. Ennek oka egy dugattyúrúd-visszatérítő 34 rugó, amely a 27 működtetőrúd útján a 42 szelepdugattyút jobbra mozgatja, és megkíséreli a harmadik 45 tömítőülék újbóli zárását. Minthogy azonban a harmadik 45 tömítőülék a 22 elektromágnes és a 42 szelepdugattyú szilárd összekötése miatt szinkronban együtt mozog, ezért a 44 szeleptest és a második, 43 tömítőülék között a rés nyitva marad, mégpedig (s-b) méretre. Ezáltal a 2 vákuumos fékerőfokozó levegővel feltölthető 30 munkakamrája összeköttetésbe kerül a légkörrel és fékerő jön létre.

Végül amint a 2. ábrán látható, a korábban említett 10 villamos kapcsolóberendezést előnyös módon a 42 szelepdugattyún rögzített, két kapcsolási helyzetű 35 mikrokapcsoló, valamint a 35 mikrokapcsolót transzlációs mozgással működtető 36 működtetőelem képezi. A 36 működtetőelem a 40 vezérlőházban lévő furatban tömitetten van vezetve, és együttműködik a 20 erősítőházhoz képest rögzített 37 ütközővel. A 37 ütközőt például a 20 erősítőház hátsó héjának sugárirányú gallérja képezheti.

A leírás bevezetésében már említettük all útérzékelő folytonos hitelesítésének szükségességét. Evégett a 8 elektronikus vezérlőegység folytonosan veszi a 11 útérzékelő, a 6 féklámpakapcsoló, valamint a 10 villamos kapcsolóberendezés állapotadatait. All útérzékelő nullapontjának, illetőleg kiindulópontjának beállítása, illetőleg tárolása akkor történik, amikor nincs működtetett állapotban sem a 6 féklámpakapcsoló, sem a 10 villamos kapcsolóberendezés. Attól a pillanattól kezdve, amelyben a 6 féklámpakapcsoló vagy a 10 villamos kapcsolóberendezés kapcsolási állapota megváltozott, a hitelesítési érték már nem változik. A leírt eljárásmód a 3. ábrán látható.

A 4. ábrán látható módosított eljárásmódnál hitelesítő jellel ellenőrizhető, hogy a találmány szerinti fékberendezés utolsó külső működtetése után egyáltalán lehetséges volt-e all útérzékelő hitelesítése, vagy pedig hiba van a szóban forgó érzékelőegységben. Ezzel a megoldással a 2 vákuumos fékerőfokozó külső vezérlése egyszerű módon megakadályozható, ha az említett érzékelőegység nincs rendben.

Az utóbb leírt megoldások lehetővé teszik all útérzékelő, a 6 féklámpakapcsoló és a 10 villamos kapcsolóberendezés hibájának kellő idejű felismerését. További előnyt jelent az, hogy a hitelesítés elvégzése független a 20 erősítőházban fennálló vákuumtól, és a működtetési alapérték általános változásai vagy all útérzékelő csekély eltolódásai kompenzálódnak. Ezenkívül a leírt dinamikus hitelesítés kiküszöböli all útérzékelő abszolút mérési értékében azokat a hibákat, amely a 2 vákuumos fékerőfokozó mozgatható 21 falának szabálytalan mozgásai következtében létrejöhetnek.

Claims (12)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Hidraulikus fékberendezés gépjárművekhez, amely tartalmaz egy főfékhengert (3), valamint a főfékhenger elé kapcsolt, fékpedállal (4) működtethető vákuumos fékerőfokozóból (2) álló működtetőegységet (1), egy közbekapcsolt nyomásmodulátoron (9) át a főfékhenger (3) nyomótereihez csatlakozó kerékfékeket (12, 13, 14, 15), a fékpedállal (4) együttműködő féklámpakapcsolót (6), a fékhatás csökkentését felismerő villamos kapcsolóberendezést (10), a fékpedál működtetési sebességét észlelő útérzékelőt (11) valamint egy olyan elektronikus vezérlőegységet (8), amelyre a féklámpakapcsoló (6), a villamos kapcsolóberendezés (10), valamint az útérzékelő (11) villamos jelei vannak rávezetve, és amely elektronikus vezérlőegységnek (8) a kimenőjelei a vákuumos fékerőfokozó (2) házában pneumatikus nyomáskülönbség létrehozását vezérlő pneumatikus vezérlőszelepet (5) működtetnek, amely pneumatikus vezérlőszelep (5) a teljes fékezésre utaló fékpedál (4) működtetés esetén a gépjárművezető által végzett működtetéstől függetlenül van működésbe hozva, azzal jellemezve, hogy az elektronikus vezérlőegység (8) az útérzékelő (11) folytonos kalibrálását lehetővé tevő eszközökkel van ellátva.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti hidraulikus fékberendezés, azzal jellemezve, hogy az elektronikus vezérlőegység (8) az útérzékelóvel (11), a féklámpakapcsolóval (6), valamint a villamos kapcsolóberendezéssel (10) azok állapotadatait folytonosan továbbító módon van összekapcsolva.
3. 3. A 2. igénypont szerinti hidraulikus fékberendezés, azzal jellemezve, hogy az útérzékelő (11) kalibrálási értéke, vagy a nullapontja a féklámpakapcsoló (6), valamint a villamos kapcsolóberendezés (10) kapcsolási állapotától függően az elektronikus vezérlőegységben (8) van tárolva.
4. 4. A 3. igénypont szerinti hidraulikus fékberendezés, azzal jellemezve, hogy a kalibrálási érték csak a féklámpakapcsoló (6) és a villamos kapcsolóberendezés (10) működésen kívüli állapotában van tárolva.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti hidraulikus fékberendezés, azzal jellemezve, hogy az elektronikus vezérlőegység (8) a kalibrálás elvégzését felismerő eszközökkel van ellátva.
6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti hidraulikus fékberendezés, azzal jellemezve, hogy a vákuumos fékerőfokozó (2) mozgatható falának (21) tengelyirányú mozgatásával működtetett útérzékelő (11) arányosan működő érzékelőként van kialakítva, és amelynek az elektronikus vezérlőegység (8) által az idő szerint differenciált kimenőjele a mozgatható fal (21) működtetési útjával egyenesen arányos.
7. 7. A 6. igénypont szerinti hidraulikus fékberendezés, azzal jellemezve, hogy az útérzékelő (11) lineáris potenciométerként van kialakítva.

   HU 220 480 Β1
8. 8. A 6. vagy 7. igénypont szerinti hidraulikus fékberendezés, azzal jellemezve, hogy a pneumatikus vezérlőszelepet (5) a vákuumos fékerőfokozónak (2) a fékpedállal (4) és kiegészítőleg elektromechanikai, az elektronikus vezérlőegység (8) révén vezérelhető eszközökkel működtetett vezérlőszelep képezi.
9. 9. A 8. igénypont szerinti hidraulikus fékberendezés, azzal jellemezve, hogy az elektromechanikai eszközök egy elektromágnesből (22), valamint a vezérlőszelepnek az elektromágnessel (22) együttműködő tömítőülékéből (45) vannak kialakítva.
10. 10. A 9. igénypont szerinti hidraulikus fékberendezés, azzal jellemezve, hogy az elektromágnes (22) a fékpedállal (4) erőátviteli összeköttetésben lévő szelepdugattyú (42) alkotóelemeként van kiképezve.
11. 11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti hidraulikus fékberendezés, azzal jellemezve, hogy a villa5 mos kapcsolóberendezés (10) a vezérlőszelepet befogadó vezérlőházban (40) van elhelyezve.
12. 12. A 11. igénypont szerinti hidraulikus fékberendezés, azzal jellemezve, hogy a villamos kapcsolóberendezés (10) a szelepdugattyún (42) elhelyezett mikrokap10 csolóból (35), valamint a vezérlőházban (40) eltolhatóan, a vákuumos fékerőfokozó (2) nyugalmi helyzetében az erősítőházhoz képest rögzített ütközőjére (37) felfekvően vezetett működtetőelemből van kialakítva.