DE69927928T2

DE69927928T2 - Bremssystem

Info

Publication number: DE69927928T2
Application number: DE69927928T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Toyota-shi Isono
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-01-11
Filing date: 1999-12-23
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2019-12-24
Also published as: EP1020340A3; EP1020339A3; EP1020340A2; EP1020339A2; DE69935405D1; DE69927928D1; US6412881B1; US6347842B1; EP1020340B8; EP1020340B1; DE69935405T2; EP1020339B1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsanlage mit einem Unterdruck-Bremskraftverstärker und einem Hauptzylinder.
Stand der Technik
Ein Beispiel für eine bekannte Bremsanlage der vorgenannten Bauart ist in der JP-A-10-152041 offenbart. Die Bremsanlage weist auf: (a) ein Bremsbetätigungsteil, z. B. ein Bremspedal, (b) einen Bremskraftverstärker zum Verstärken der auf das Bremsbetätigungsteil ausgeübten Betätigungskraft, (c) einen Hauptzylinder mit einem Gehäuse und einem im Gehäuse im Wesentlichen fluiddicht und verschiebbar aufgenommenen Druckkolben mit zwei Oberflächen, von denen die eine Oberfläche im Zusammenwirken mit dem Gehäuse eine vor dem Druckkolben liegende Druckkammer definiert, wobei der Druckkolben im Ansprechen auf eine auf die andere Oberfläche wirkende Ausgangskraft ausgefahren wird, wodurch das Fluid in der Druckkammer unter Druck gesetzt wird, (d) eine Bremse mit einem über eine Fluidleitung mit der Druckkammer des Hauptzylinders verbundenen Radbremszylinder, der durch das von der Druckkammer erhaltene Druckfluid aktiviert wird, um die Bremse eines Rades des Fahrzeugs zu betätigen, und (e) eine Druckerhöhungsvorrichtung, die aktiviert wird, wenn eine vorgegebene Druckerhöhungseinlei tungsbedingung erfüllt ist, um den Fluiddruck im Radbremszylinder zu erhöhen.
Bei dieser bekannten Bremsanlage ist die Druckerhöhungsvorrichtung in Reihe mit dem Bremskraftverstärker angeordnet und kann daher als ein zweiter Bremskraftverstärker zum Ausführen einer Hilfsverstärkungsfunktion betrachtet werden. Die Druckerhöhungsvorrichtung kann dabei so ausgelegt sein, dass der Fluiddruck im Hauptzylinder mit einem vorgegebenen Verhältnis erhöht wird. Ist die Druckerhöhungsvorrichtung nach diesem Gestaltungskonzept ausgelegt, lässt sich das Verhältnis zwischen der durch den Radbremszylinder erzeugten Bremskraft und der auf das Bremsbetätigungsteil wirkenden Bremsbetätigungskraft insgesamt als das Produkt aus dem Verstärkungsverhältnis des Bremskraftverstärkers und dem Druckerhöhungsverhältnis, mit dem der Fluiddruck im Hauptzylinder durch die Druckerhöhungsvorrichtung erhöht wird, ausdrücken.
Allerdings ist die Arbeitskennlinie oder Einangs/Ausgangskennlinie des Bremskraftverstärkers schwankungsanfällig. Diese Tendenz ist gerade dann relativ hoch, wenn der Bremskraftverstärker ein Unterdruck-Bremskraftverstärker ist, der sich einer Minder- oder Unterdruckquelle als Antriebskraftquelle bedient. Der Druck der in einem Kraftfahrzeug zur Verfügung stehenden Unterdruckquelle lässt sich verhältnismäßig schwierig so genau regeln, dass der Unterdruck auf einem vorgegebenen Pegel gehalten werden kann. Aus diesem Grund weist die Arbeitskennlinie des Unterdruck-Bremskraftverstärkers eine hohe Änderungs- oder Schwankungstendenz auf. Des Weiteren hat die Arbeitskennlinie des Bremskraftverstärkers einen Einfluss auf die Änderungskennlinie des Fluiddrucks im Hauptzylinder, d. h, auf die Beziehung zwischen der Bremsbetätigungskraft und dem Fluiddruck im Hauptzylinder. Dementsprechend hat eine Änderung der Arbeitskennlinie des Bremskraftverstärkers eine Änderung der Änderungskennlinie des Fluiddrucks im Hauptzylinder zur Folge.
Ist die Druckerhöhungsvorrichtung so ausgelegt, dass der Fluiddruck im Hauptzylinder mit einem vorgegebenen Verhältnis erhöht wird, kann das Verhältnis zwischen der durch den Radbremszylinder erzeugten Bremskraft und der Bremsbetätigungskraft insgesamt daher stark von dem gewünschten oder Sollwert verhältnismäßig stark abweichen, wenn die Änderungskennlinie des Hauptzylinderdrucks mit einer Änderung der Arbeitskennlinie des Bremskraftverstärkers schwankt. Der Grund dafür ist, dass der Grad der Änderung der Arbeitskennlinie des Bremskraftverstärkers durch das vorgegebene Druckerhöhungsverhältnis der in Reihe mit dem Bremskraftverstärker geschalteten Druckerhöhungsvorrichtung vergrößert wird. Somit besteht bei der bekannten Bremsanlage leider ein hohes Risiko dafür, dass sich das über das Bremsbetätigungsteil vermittelte Betätigungsgefühl infolge einer Änderung der Arbeitskennlinie des Bremskraftverstärkers bei einer Aktivierung der Druckerhöhungsvorrichtung verschlechtert.
Die DE 196 32 130 A1 offenbart eine Fahrzeugbremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ausgehend von einer Fahrzeugbremsanlage, wie sie aus der DE 196 32 130 A1 bekannt ist, besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine verbesserte Fahrzeugbremsanlage zu schaffen, die eine Verstärkung der gewünschten Bremswirkung ermöglicht, sobald die Bremsgrenze des Unterdruck-Bremskraftverstärkers erreicht ist, und gleichzeitig jederzeit eine ausreichende Bremswirkung sicherstellt.
Diese Aufgabe wird jeweils durch die nachfolgenden Ausgestaltungen der Erfindung gelöst, die den Ansprüchen entstprechend nummeriert sind und – sofern zweckmäßig – sich auf eine oder mehrere andere Ausgestaltungen beziehen, um mögliche Kombinationen von Bauelementen oder technischen Merkmalen aufzuzeigen und klarzustellen.
(1) Eine Bremsanlage gemäß Anspruch 1.
In der erfindungsgemäßen Bremsanlage kann der Druckkolben des Hauptzylinders sowohl die Ausgangskraft des Bremskraftverstärkers wie auch eine Kraft aufnehmen, die aus der durch die Druckerhöhungsvorrichtung erzeugten Fluiddruck resultiert. In dieser Ausgestaltung sind die Druckerhöhungsvorrichtung und der Bremskraftverstärker parallel angeordnet, wodurch die Summe aus der Ausgangskraft des Bremskraftverstärkers und der Kraft basierend auf dem durch die Druckerhöhungsvorrichtung erzeugten Fluiddruck an den Radbremszylinder angelegt wird. Die vorliegende Bremsanlage leidet somit nicht unter dem Problem, dass eine Änderung der Arbeitskennlinie des Bremskraftverstärkers durch die Druckerhöhungsvorrichtung noch vergrößert oder verstärkt und die so verstärkte Änderung auf den Radbremszylinder übertragen wird. Somit leidet die vorliegende Bremsanlage weniger unter einer unerwünschten Verschlechterung des durch das Bremsbetätigungsteil vermittelten Betätigungsgefühls infolge einer Änderung der Arbeitskennlinie des Bremskraftverstärkers.
In der vorliegenden Bremsanlage, bei der die in erster Linie elektrisch gesteuerte Druckerhöhungsvorrichtung und der in erster Linie mechanisch gesteuerte Bremskraftverstärker parallel angeordnet sind, kann der Hauptzylinder auch im Falle eines Defekts oder Ausfalls des Bremskraftverstärkers oder der Druckerhöhungsvorrichtung die Ausgangskraft des Bremskraftverstärkers oder die Kraft basierend auf dem durch die Druckerhöhungsvorrichtung erzeugten Fluiddruck aufnehmen, es sei denn der Bremskraftverstärker und die Druckerhöhungsvorrichtung funktionieren gleichzeitig nicht mehr normal. Dementsprechend sieht die Bereitstellung der Druckerhöhungsvorrichtung eine Verbesserung hinsichtlich der Funktionssicherheit der Bremsanlage, d. h. einen erhöhten Grad an Ausfallsicherheit der Bremsanlage, vor.
Das Arbeitsfluid in der hinteren Druckkammer, das durch die Druckerhöhungsvorrichtung unter Druck gesetzt wird, kann entweder eine Flüssigkeit oder ein Gas sein.
Die erfindungsgemäße Bremsanlage kann so ausgestaltet sein, dass die vorgenannte Bremse jeweils für ein rechtes und ein linkes Rad des Fahrzeugs vorgesehen ist und wenigs tens eine dieser beiden Bremsen für das rechte und linke Rad aktiviert wird, wenn ein unerwünschtes Giermoment des Fahrzeugs erfasst wird, um zwischen den durch die beiden Bremsen erzeugten Bremskräften eine Differenz zu verursachen und das Fahrzeug mit einem Giermoment zu beaufschlagen, das das unerwünschte Giermoment kompensiert, das eine Verschlechterung der Fahrstabilität zur Folge hätte.
In der vorliegenden Bremsanlage wird die Druckerhöhungsvorrichtung aktiviert, um das Fluid in der hinteren Druckkammer unter Druck zu setzen, wenn die Betätigungskraft des Bremsbetätigungsteils die Verstärkungsgrenze-Bremsbetätigungskraft erreicht hat, die erfasst wird, wenn die Verstärkungsgrenze des Unterdruck-Bremskraftverstärkers erreicht ist, wo der Istdruck der Unterdruckquelle gleich dem oberen Grenzwert des erwarteten Schwankungsbereichs des Drucks der Unterdruckquelle ist. Dementsprechend wird die Druckerhöhungsvorrichtung immer dann aktiviert, wenn die Verstärkungsgrenze des Unterdruck-Bremskraftverstärkers erreicht ist, und zwar ungeachtet einer Schwankung des Drucks der Unterdruckquelle.
Die vorliegende Bremsanlage kann einen Sensor verwenden, der den Istdruckwert der Unterdruckquelle oder eine andere damit in Zusammenhang stehende, physikalische Größe zu erfassen, die den Istdruckwert der Unterdruckquelle genau repräsentiert, um zu bestimmen, ob die Druckerhöhungseinleitungsbedingung erfüllt ist oder nicht. Alternativ dazu kann die Bremsanlage einen Sensor verwenden, der eine andere physikalische Größe als den Istdruckwert und die vorgenannte, mit diesem in Zusammenhang stehende, physika lische Größe erfasst, die sich mit dem Istdruckwert ändert und leichter erfassbar ist als der Istdruckwert und die vorgenannte, mit diesem in Zusammenhang stehende, physikalische Größe. In ersterem Fall könnte die Bestimmung dahingehend, ob die Verstärkungsgrenze des Unterdruck-Bremskraftverstärkers erreicht wurde, auf der Grundlage der erfassten Istbetätigungskraft des Bremsbetätigungsteils erfolgen, die durch den tatsächlich erfassten Druck der Unterdruckquelle modifiziert wird, wodurch eine Bestimmung mit verhältnismäßig hoher Genauigkeit ermöglicht wird, ohne die Verstärkungsgrenze-Bremsbetätigungskraft, die erfasst wird, wenn die Verstärkungsgrenze erreicht ist, wo der Druck der Unterdruckquelle gleich dem erwarteten oberen Grenzwert des erwarteten Schwankungsbereichs ist, als Schwellwert für die Betätigungskraft des Bremsbetätigungsteils zu verwenden. Die Verwendung der Verstärkungsgrenze-Bremsbetätigungskraft als Schwellwert ist angesichts der höheren Genauigkeit der Druckerhöhungssteuerung durch die Druckerhöhungsvorrichtung jedoch von Vorteil, da sich die Erfassungskennlinie des zur Erfassung des Istdrucks der Unterdruckquelle oder der damit in Zusammenhang stehenden, physikalischen Größe vorgesehenen Sensors ändern könnte.
Die vorliegende Bremsanlage macht sich die Tatsache zunutze, dass die Verstärkungsgrenze-Bremsbetätigungskraft infolge einer Schwankung des Istwerts des Drucks der Unterdruckquelle, nämlich infolge einer Änderung der Arbeitskennlinie des Unterdruck-Bremskraftverstärkers aufgrund einer Änderung des Drucks der Unterdruckquelle, zum Atmosphärendruck hin oder von diesem weg schwankt. Die Druckerhöhungsvorrichtung wird daher aktiviert, um die Druckerhö hungssteuerung einzuleiten, sobald die Verstärkungsgrenze des Unterdruck-Bremskraftverstärkers erreicht ist, wo der Druck der Unterdruckquelle gleich dem erwarteten höchsten Wert ist, der dem Atmosphärendruck am Nächsten liegt. Gemäß dieser Ausgestaltung wird die Druckerhöhungsvorrichtung aktiviert, bevor die Verstärkungsgrenze des Unterdruck-Bremskraftverstärkers tatsächlich erreicht ist, wenn der Istdruck der Unterdruckquelle niedriger ist als der erwartete obere Grenzwert. In diesem Fall wird die Funktion der Druckerhöhungsvorrichtung, die in der Erhöhung des Fluiddrucks im Radbremszylinder besteht, bereits ausgeübt, während der Bremskraftverstärker noch normal arbeitet und die Bremsbetätigungskraft verstärkt, wodurch der Fluiddruck im Radbremszylinder einen höheren Wert annehmen kann als den Sollwert, wenn der Istdruck der Unterdruckquelle niedriger ist als der erwartete obere Grenzwert, da die Druckerhöhungssteuerung durch die Druckerhöhungsvorrichtung eingeleitet wird, bevor die Verstärkungsgrenze des Unterdruck-Bremskraftverstärkers tatsächlich erreicht ist. Die vorliegende Bremsanlage leidet jedoch nicht unter dem herkömmlich auftretenden Problem, das darin besteht, dass eine Änderung der Arbeitskennlinie des Bremskraftverstärkers infolge einer Schwankung des Drucks der Unterdruckquelle durch die Druckerhöhungsvorrichtung noch verstärkt und die verstärkter Änderung auf den Radbremszylinder übertragen wird. Die vorliegende Bremsanlage löst somit das Problem, dass die Druckerhöhungsvorrichtung dann nicht aktiviert wird, wenn die Verstärkungsgrenze des Bremskraftverstärkers erreicht ist, und beseitigt zugleich das Problem einer Verschlechterung des durch das Bremsbetätigungsteil vermittelten Betätigungsgefühls infolge eines Radbremszylinderdrucks, der höher ist als der Solldruck, aufgrund einer Schwankung des Drucks der Unterdruckquelle.
(2) Eine Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (1), wobei der Hauptzylinder neben dem als ein erster Druckkolben fungierenden Druckkolben einen zweiten Druckkolben aufweist und der erste und der zweite Druckkolben im Gehäuse in der Weise hintereinander angeordnet sind, dass der erste Druckkolben im Zusammenwirken mit dem Gehäuse die vordere Druckkammer als eine erste vordere Druckkammer definiert, während der zweite Druckkolben im Zusammenwirken mit dem Gehäuse eine zweite vordere Druckkammer definiert.
Wird die eingangs beschriebenen herkömmliche Bremsanlage in der Weise abgewandelt, dass der Hauptzylinder zwei Druckkolben aufweist, die in Reihe angeordnet sind und im Zusammenwirken mit dem Gehäuse jeweils eine Druckkammer definieren, so werden hinter den beiden Druckkammern jeweils eine Druckerhöhungsvorrichtung geschaffen, um das Fluid in der Druckkammer unter Druck zu setzen. In dieser abgewandelten herkömmlichen Bremsanlage sind die Fluiddrücke in den mit den beiden Druckkammern verbundenen Radbremszylindern während eines Betriebs der beiden Druckerhöhungsvorrichtungen vorteilhafterweise gleich hoch. Hierzu müssen die beiden Druckerhöhungsvorrichtungen jedoch so gesteuert werden, dass die Fluiddrücke in den beiden Radbremszylindern gleich hoch ansteigen.
Andererseits werden in der Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (2) die Fluiddrücke in den beiden vorderen Druckkammern des Hauptzylinders durch den mit Hilfe einer einzigen Druckerhöhungsvorrichtung erhöhten Fluiddruck in der hinteren Druckkammer um denselben Betrag erhöht. Dementsprechend werden die Fluiddrücke in den beiden Radbremszylindern, die mit der vorderen Druckkammer verbunden sind, auf denselben Pegel erhöht. Daher erfordert die vorliegende Bremsanlage keine spezielle Steuerung der Druckerhöhungsvorrichtung für einen Ausgleich der Fluiddrücke in den beiden Radbremszylindern, die mit den beiden vorderen Druckkammern verbunden sind. Anders ausgedrückt lässt sich die Druckerhöhungsvorrichtung zur Einstellung desselben Fluiddrucks in den beiden Radbremszylindern verhältnismäßig einfach steuern.
(3) Eine Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (1) oder (2), wobei die Druckerhöhungsvorrichtung aufweist: (a) einen Sensor zum Erfassen einer physikalischen Größe, die sich auf die auf das Bremsbetätigungsteil wirkende Betätigungskraft bezieht, (b) eine elektrisch betätigte Druckerzeugungsvorrichtung, um das Fluid in der hinteren Druckkammer unter Druck zu setzen, und (c) eine Steuervorrichtung zum Bestimmen des Sollwerts für den in der hinteren Druckkammer einzustellenden Fluiddruck auf der Grundlage der mittels des Sensors erfassten physikalischen Größe und in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Beziehung zwischen der physikalischen Größe und dem Sollwert, das die Druckerzeugungsvorrichtung so steuert, dass der Fluiddruck in der hinteren Druckkammer auf den Sollwert geregelt wird.
Bei der physikalischen Größe, die mit der Betätigungskraft des Bremsbetätigungsteils in Zusammenhang steht, kann es sich um eine physikalische Größe handeln, die in Rich tung der Kraftübertragung auf den Druckkolben an einer Stelle vor der Druckerhöhungsvorrichtung erfasst wird. Beispielsweise kann es sich bei der physikalischen Größe, die mit der Betätigungskraft in Zusammenhang steht, um die Betätigungskraft des Bremsbetätigungsteils oder eine Betätigungsgröße des Bremsbetätigungsteils handeln. Bei der zur Diskussion stehenden physikalischen Größe kann es sich aber auch um eine physikalische Größe handeln, die an einer Stelle nach der Druckerhöhungsvorrichtung erfasst wird, z. B. der Fluiddruck in der vorderen Druckkammer des Hauptzylinders oder der Fluiddruck im Radbremszylinder. Zum Einstellen des Sollfluiddrucks im Radbremszylinder durch einen Betrieb der Druckerhöhungsvorrichtung ist es von Vorteil, wenn es sich bei der physikalischen Größe, die mit der Betätigungskraft des Bremsbetätigungsteils in Zusammenhang steht, um eine physikalische Größe handelt, die an einer Stelle vor der Druckerhöhungsvorrichtung erfasst wird, wo die physikalische Größe nicht unter dem Einfluss einer Erhöhung des Fluiddrucks in der vorderen Druckkammer durch die Druckerhöhungsvorrichtung steht. Jedoch existiert eine vorgegebene Beziehung zwischen einer physikalischen Größe, die vor der Druckerhöhungsvorrichtung erfasst wird, und einer physikalischen Größe, die nach der Druckerhöhungsvorrichtung erfasst wird, so dass auch die nach der Druckerhöhungsvorrichtung erfasste physikalische Größe zur Abschätzung der vor der Druckerhöhungsvorrichtung erfassten physikalischen Größe verwendet werden kann.
(4) Eine Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (3), wobei die hintere Druckkammer mit einer Arbeitsflüssigkeit als Arbeitsfluid befüllt ist, und die Druckerhöhungsvor richtung weiter eine Stromregelvorrichtung aufweist, die einen unbetätigten Zustand besitzt, in dem sie das Einströmen von Arbeitsflüssigkeit in die hintere Druckkammer und das Ausströmen von Arbeitsflüssigkeit aus der hinteren Druckkammer gestattet, und einen betätigten Zustand, in dem sie wenigstens das Ausströmen der Arbeitsflüssigkeit aus der hinteren Druckkammer blockiert.
Das Volumen der hinteren Druckkammer nimmt mit einer Betätigung des Bremsbetätigungsteils in Richtung zunehmender Betätigungskraft zu. Andererseits nimmt das Volumen der hinteren Druckkammer mit einer Betätigung des Bremsbetätigungsteils in Richtung abnehmender Betätigungskraft ab.
Wenn die hintere Druckkammer mit einer inkompressiblen Arbeitsflüssigkeit als Arbeitsfluid befüllt ist, muss während einer Betätigung des Bremsbetätigungsteils ohne Betrieb der Druckerhöhungsvorrichtung das Einströmen von Arbeitsflüssigkeit in die hintere Druckkammer wie auch das Ausströmen aus der hinteren Druckkammer möglich sein, wohingegen während eines Betriebs der Druckerhöhungsvorrichtung das Ausströmen der Arbeitsflüssigkeit aus der hinteren Druckkammer blockiert werden muss.
In der Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (4) ist das Einströmen der Flüssigkeit in die hintere Druckkammer oder das Ausströmen von Flüssigkeit aus der hinteren Druckkammer gestattet, wenn die Stromregelvorrichtung unbetätigt ist, und wenigstens das Ausströmen von Flüssigkeit aus der hinteren Druckkammer blockiert, wenn die Stromregelvorrichtung betätigt ist. Die Stromregelvorrichtung befindet sich normalerweise in einem unbetätigten Zustand, in dem sie nicht mit elektrischer Energie gespeist wird, um zu ermöglichen, dass Arbeitsfluid in die hintere Druckkammer einströmt oder aus der hinteren Druckkammer ausströmt, wodurch das Bremsbetätigungsteil in beide Richtung betätigt werden kann. Wenn die Druckerhöhungsvorrichtung aktiviert ist, wird das Stromregelventil durch die Zufuhr von elektrischer Energie in eine betätigte Position geschaltet, in der das Ausströmen von Arbeitsflüssigkeit aus der hinteren Druckkammer blockiert wird, wodurch der Fluiddruck in der hinteren Druckkammer durch die Druckerhöhungsvorrichtung erhöht werden kann.
(5) Eine Bremsanlage gemäß einer der obigen Ausgestaltungen (1) bis (4), wobei die Druckerhöhungsvorrichtung eine Hydraulikpumpe aufweist, deren Ausgang mit der hinteren Druckkammer verbunden ist, um das Fluid in der hinteren Druckkammer unter Druck zu setzen.
(6) Eine Bremsanlage gemäß einer der obigen Ausgestaltungen (1) bis (4), wobei die Druckerhöhungsvorrichtung eine Hydraulikpumpe aufweist, deren Ausgang ohne Zwischenschaltung eines Speichers auf die hintere Druckkammer übertragen wird, um das Fluid in der hinteren Druckkammer unter Druck zu setzen.
In der Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (5) umfasst die Druckerhöhungsvorrichtung keinen Speicher, um das Fluid in der hinteren Druckkammer unter Druck zu setzen, wodurch die erforderliche Baugröße und das Gewicht der Druckerhöhungsvorrichtung gering gehalten werden können.
Die Hydraulikpumpe in der Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (5) kann von der Bauart: Kolbenpumpe sein, die hinsichtlich des Arbeitsfluids einen hohen Grad an Dichtheit aufweist, oder von der Bauart: Zahnradpumpe, deren Förder- oder Ausgangsdruck eine relativ geringe Pulsation aufweist.
(7) Eine Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (5) oder (6), wobei die vordere Druckkammer des Hauptzylinders und der Radbremszylinder in der Weise miteinander verbunden sind, dass die vordere Druckkammer und der Radbremszylinder während eines Betriebs der Hydraulikpumpe nicht voneinander getrennt werden.
In der Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (7), bei der eine Druckpulsation des von der Hydraulikpumpe geförderten Druckfluids über die hintere Druckkammer auf den Druckkolben des Hauptzylinders übertragen wird, wird die auf den Druckkolben übertragene Druckpulsation über die vordere Druckkammer und die Fluidleitung auf den Radbremszylinder übertragen, da die vordere Druckkammer und der Radbremszylinder während eines Betrieb der Hydraulikpumpe nicht getrennt werden. Da der Radbremszylinder eine Dämpfwirkung vorsieht, die eine Druckpulsation dämpft oder absorbiert, wird der Grad der Übertragung einer Druckpulsation der Hydraulikpumpe durch die Dämpfwirkung des Radbremszylinders auf das Bremsbetätigungsteil effektiv reduziert, wodurch eine Verschlechterung des durch das Bremsbetätigungsteil vermittelten Betätigungsgefühls gering gehalten wird.
(8) Eine Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (7), wobei in der Fluidleitung ein Druckregelventil zum Regeln des Fluiddrucks im Radbremszylinder angeordnet ist, und die vordere Druckkammer des Hauptzylinders mit dem Druckregelventil ohne Zwischenschaltung eines Absperrventils verbunden ist.
Die Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (8) ist eine bevorzugte Ausgestaltung obiger Ausgestaltung (7).
(9) Eine Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (3) oder (4), wobei die Druckerzeugungsvorrichtung aufweist: (a) einen Hydraulikzylinder mit einem Gehäuse, und einem im Gehäuse im Wesentlichen fluiddicht und verschiebbar aufgenommenen Steuerkolben, der im Zusammenwirken mit dem Gehäuse eine Steuerdruckkammer definiert, die mit der hinteren Druckkammer verbunden ist und deren Fluiddruck durch ein Ausfahren des Steuerkolbens erhöht wird, (b) einen Elektromotor und (c) einen Bewegungswandler zum Umwandeln der Drehbewegung des Elektromotors in eine lineare Bewegung des Steuerkolbens, und wobei die Steuervorrichtung den Elektromotor zur Regelung des Arbeitshubs des Steuerkolben ansteuert, um dadurch den Fluiddruck in der Steuerdruckkammer zu regeln.
In der Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (9) ist die Druckerzeugungsvorrichtung, die verhältnismäßig einfach konstruiert ist, in der Lage, in der hinteren Druckkammer einen Fluiddruck zu erzeugen und diesen Fluiddruck mit Hilfe des durch die Steuervorrichtung gesteuerten Elektromotors zu regeln.
Der Bewegungswandler der Druckerzeugungsvorrichtung kann ein Bauteil mit einem Außengewinde aufweisen, das axial verschiebbar, aber drehfest gelagert ist, und ein Bauteil mit einem Innengewinde oder eine Mutter, das bzw. die mit dem Bauteil mit Außengewinde in Eingriff steht und drehbar, aber axial feststehend gelagert ist. In diesem Fall wird das Bauteil mit dem Innengewinde durch den Elektromotor vorwärts oder rückwärts gedreht, um den Steuerkolben mit dem Bauteil mit dem Außengewinde aus- oder einzufahren. Alternativ dazu können die Bauteile mit Außen- und Innengewinde so gelagert sein, dass das Bauteil mit Außengewinde drehbar aber axial feststehend ist und durch den Elektromotor gedreht wird, während das Bauteil mit dem Innengewinde drehfest aber mit dem Steuerkolben axial verschiebbar gelagert ist.
(10) Eine Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (9), wobei die hintere Druckkammer mit einer Arbeitsflüssigkeit als Arbeitsfluid befüllt ist, und die Druckerhöhungsvorrichtung weiter einen Ausgleichsbehälter aufweist, in dem Arbeitsflüssigkeit gespeichert ist, und wobei das Gehäuse des Hydraulikzylinders der Druckerzeugungsvorrichtung einen mit dem Ausgleichsbehälter verbundenen Steueranschluss hat, der so angeordnet ist, dass er in der vollständig eingefahrenen Ausgangsposition des Steuerkolbens mit der Steuerdruckkammer kommuniziert, jedoch dann nicht mehr mit der Steuerdruckkammer kommuniziert, wenn der Steuerkolben um einen vorgegebenen Weg aus der Ausgangsposition heraus ausgefahren wurde.
In der Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (10) kann der Fluiddruck in der Steuerdruckkammer durch ein Ausfahren des Steuerkolbens während eines Betriebs der Druckerhöhungsvorrichtung erhöht werden, da der ausgefahrene Steuerkolben den mit dem Ausgleichsbehälter verbundene Steueranschluss schließt. So lange wie die Druckerhöhungsvorrichtung nicht in Betrieb ist und der Steuerkolben sich in seiner vollständig eingefahrenen Ausgangsposition befindet, gestattet der Steueranschluss eine Fluidverbindung zwischen der Steuerdruckkammer und dem Ausgleichsbehälter und daher eine Strömung der Arbeitsflüssigkeit in beide Richtungen. Im Betrieb der Druckerhöhungsvorrichtung arbeitet die Druckerzeugungsvorrichtung somit mit der Steuervorrichtung zusammen, um eine Erhöhung des Flüssigkeitsdrucks in der Steuerdruckkammer zu ermöglichen und die Flüssigkeit in der hinteren Druckkammer des Hauptzylinders unter Druck zu setzen. Andererseits gestattet die Druckerzeugungsvorrichtung bei einer normalen Bremsung mit einer Betätigung des Bremsbetätigungsteils und ohne Betrieb der Druckerhöhungsvorrichtung über die Steuerdruckkammer und den Steueranschluss eine Flüssigkeitsströmung zwischen dem Ausgleichsbehälter und der hinteren Druckkammer in beide Richtungen, um eine Volumenänderung der hinteren Druckkammer in Abhängigkeit von der Betätigung des Bremsbetätigungsteils zu ermöglichen. Die Druckerzeugungsvorrichtung mit diesen beiden Funktionen trägt zu einer einfacheren Ausgestaltung der Druckerhöhungsvorrichtung insgesamt bei.
(11) Eine Bremsanlage gemäß einer der obigen Ausgestaltungen (3) bis (10), wobei die hintere Druckkammer mit einer Arbeitsflüssigkeit als Arbeitsfluid befüllt ist, und die Druckerhöhungsvorrichtung weiter aufweist: (a) einen Ausgleichsbehälter, in dem Arbeitsflüssigkeit gespeichert ist, (b) eine Überbrückungsleitung, die die Druckerzeugungsvorrichtung überbrückt und an ihrem einen Ende mit der hinteren Druckkammer und an ihrem anderen Ende mit dem Ausgleichsbehälter verbunden ist, und (c) ein in der Überbrückungsleitung angeordnetes Sperrventil, das eine Flüssigkeitsströmung in eine erste Richtung vom Ausgleichsbehälter zur Druckkammer gestattet, jedoch eine Flüssigkeitsströmung in eine zweite Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung blockiert.
In der Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (11) gestatten die Überbrückungsleitung und das Sperrventil stets eine Strömung der Arbeitsflüssigkeit vom Ausgleichsbehälter in die hintere Druckkammer des Hauptzylinders unter Umströmung der Druckerzeugungsvorrichtung. In dieser Ausgestaltung hat eine rasche Betätigung des Bremsbetätigungsteils in Richtung zunehmender Bremsbetätigungskraft zur Folge, dass die Flüssigkeit nicht nur über die Druckerzeugungsvorrichtung sondern auch über die Überbrückungsleitung und das Sperrventil vom Ausgleichsbehälter zur hinteren Druckkammer transportiert wird, um das Entstehen eines Unterdrucks in der hinteren Druckkammer zu verhindern, was infolge einer langsamen Einströmung von Flüssigkeit aus dem Ausgleichsbehälter in die hintere Druckkammer bei einer raschen Zunahme des Volumens der hinteren Druckkammer aufgrund einer raschen Betätigung des Bremsbetätigungsteils passieren könnte.
(12) Eine Bremsanlage gemäß einer der obigen Ausgestaltungen (3) bis (11), wobei die hintere Druckkammer mit einer Arbeitsflüssigkeit als Arbeitsfluid befüllt ist, und die Druckerhöhungsvorrichtung weiter aufweist: (a) eine Verbindungsleitung, die an ihren beiden Enden mit der vorderen Druckkammer bzw. der hinteren Druckkammer (50) verbunden ist, (b) ein in der Verbindungsleitung angeordnetes magnetbetätigtes Absperrventil, das einen offenen Zustand hat, in dem es ein Durchströmen der Flüssigkeit gestattet, und einen geschlossenen Zustand, in dem es ein Durchströmen der Flüssigkeit blockiert, und (c) eine Steuervorrichtung zum Schalten des Absperrventils in den offenen Zustand, wenn die Druckerzeugungsvorrichtung nicht normal betätigt werden kann, um die Flüssigkeit in der hinteren Druckkammer unter Druck zu setzen, und in den geschlossenen Zustand, wenn die Druckerzeugungsvorrichtung normal betätigt werden kann.
In der Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (12) kann die Flüssigkeit in der hinteren Druckkammer während einer Betätigung des Bremsbetätigungsteils durch den Flüssigkeitsdruck in der vorderen Druckkammer über die Verbindungsleitung unter Druck gesetzt werden, und zwar auch im Falle eines Ausfalls oder Defekts der Druckerzeugungsvorrichtung, es sei denn der Bremskraftverstärker defekt.
(13) Eine Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (12), wobei die Druckerhöhungsvorrichtung weiter eine Stromregelvorrichtung aufweist, die eine Flüssigkeitsströmung in eine Richtung von der vorderen Druckkammer zur hinteren Druckkammer blockiert, wenn der Druck der Flüssigkeit in der vorderen Druckkammer nicht höher ist als ein vorgegebener Pegel, und eine Flüssigkeitsströmung in eine Richtung von der vorderen Druckkammer zur hinteren Druckkammer gestattet, wenn der Druck in der vorderen Druckkammer höher ist als der vorgegebene Pegel.
Wenn die Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (12) keine Stromregelvorrichtung aufweist, wie sie in der Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (13) vorgesehen ist, und wenn das in der Verbindungsleitung angeordnete Absperrventil unmittelbar nach Erfassung eines Ausfalls oder Defekts der Druckerhöhungsvorrichtung geöffnet wird, nachdem die vorgegebene Druckerhöhungseinleitungsbedingung erfüllt ist, wird die durch die Ausgangskraft des Bremskraftverstärkers in der vorderen Druckkammer unter Druck gesetzte Flüssigkeit unmittelbar nach Erfassung des Ausfalls oder Defekts der Druckerhöhungsvorrichtung nicht nur zum Radbremszylinder sondern auch in die hintere Druckkammer transportiert. In dieser Situation lässt sich der Flüssigkeitsdruck im Radbremszylinder unmittelbar nach Erfassung des Ausfalls oder Defekts der Druckerhöhungsvorrichtung durch eine Zufuhr von unter Druck gesetzter Flüssigkeit aus der hinteren Druckkammer nicht rasch erhöhen, da unmittelbar nach Erfassung des Ausfalls oder Defekts ja das Absperrventil geöffnet wird. Diese Gefahr besteht gerade dann, wenn das Bremsbetätigungsteil rasch betätigt wird und dadurch die Bremsbetätigungskraft rasch zunimmt, was wiederum dazu führt, dass die vorgegebene Druckerhöhungseinleitungsbedingung innerhalb einer kurzen Dauer nach Beginn der Betätigung des Bremsbetätigungsteils erfüllt wird.
In der Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (13), in der die Stromregelvorrichtung vorgesehen ist, wird eine Flüssigkeitsströmung aus der vorderen Druckkammer in die hintere Druckkammer durch das Stromregelvorrichtung so lange blockiert, wie der Flüssigkeitsdruck in der vorderen Druckkammer niedriger ist als der vorgegebene Pegel, wodurch der Flüssigkeitsdruck im Radbremszylinder rasch erhöht werden kann. Somit wird sich das durch das Bremsbetätigungsteil vermittelte Betätigungsgefühl nicht verschlechtern. Des Weiteren ermöglicht die Stromregelvorrichtung, dass der Flüssigkeitsdruck in der hinteren Druckkammer durch den Flüssigkeitsdruck in der vorderen Druckkammer erhöht wird, nachdem letzteren Flüssigkeitsdruck über den vorgegebenen Pegel hinaus angestiegen ist.
Die Stromregelvorrichtung kann das vorstehend erwähnte, in der Verbindungsleitung angeordnete Absperrventil anwenden oder nicht anwenden.
(14) Eine Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (13), wobei die Stromregelvorrichtung ein in der Verbindungsleitung angeordnetes erstes Sperrventil aufweist, das eine Flüssigkeitsströmung von der vorderen Druckkammer zur hinteren Druckkammer blockiert, wenn der Druck der Flüssigkeit in der vorderen Druckkammer nicht um mehr als eine vorgegebene Öffnungsdruckdifferenz, die im Wesentlichen ungleich null ist, höher ist als der Druck der Flüssigkeit in der hinteren Druckkammer, und eine Flüssigkeitsströmung von der vorderen Druckkammer zur hinteren Druckkammer gestattet, wenn der Druck der Flüssigkeit in der vorderen Druckkammer um mehr als die vorgegebene Öffnungsdruckdifferenz höher ist als der Druck der Flüssigkeit in der hinteren Druckkammer.
In der Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (14) hat das Stromregelventil einen verhältnismäßig einfachen Aufbau, der keine elektrische Energie verbraucht.
(15) Eine Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (14), wobei die Druckerhöhungsvorrichtung weiter aufweist: (a) eine Überbrückungsleitung, die das erste Sperrventil überbrückt, und (b) ein in der Überbrückungsleitung angeordnetes zweites Sperrventil, das ungeachtet einer Differenz zwischen dem Flüssigkeitsdruck in der vorderen und hinteren Druckkammer eine Flüssigkeitsströmung in eine erste Richtung von der hinteren Druckkammer zur vorderen Druckkammer gestattet und eine Flüssigkeitsströmung in eine zweite Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung blockiert.
In der Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (15) kann die Flüssigkeit von einem geeigneten Ausgleichsbehälter über das zweite Sperrventil und die Verbindungsleitung zur vorderen Druckkammer transportiert werden, da das zweite Sperrventil in der Überbrückungsleitung angeordnet ist, die das erste Sperrventil überbrückt, das eine Flüssigkeitsströmung in die vordere Druckkammer blockiert. Diese Ausgestaltung verhindert wirksam, dass der Flüssigkeitsdruck unter den Atmosphärendruck fällt, und zwar auch dann, wenn das Volumen der vorderen Druckkammer bei einem plötzlichen Lösen des Bremsbetätigungsteils in Richtung dessen unbetätigter Position zunimmt.
(16) Eine Bremsanlage gemäß einer der obigen Ausgestaltungen (1) und (2), wobei die hintere Druckkammer mit einer Arbeitsflüssigkeit als Arbeitsfluid befüllt ist, und die Druckerhöhungsvorrichtung aufweist: (a) eine Verbindungsleitung, die an ihren beiden Enden mit der vorderen bzw. hinteren Druckkammer verbunden ist, (b) ein in der Verbindungsleitung angeordnetes magnetbetätigtes Absperrventil und (c) eine Steuervorrichtung zum Steuern des Absperrventils so, dass das Absperrventil so lange geöffnet ist, wie die Druckerhöhungseinleitungsbedingung erfüllt ist, und geschlossen wird, wenn die Druckerhöhungseinleitungsbedingung nicht mehr erfüllt ist.
In der Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (16) kann die Flüssigkeit in der hinteren Druckkammer durch den durch die Ausgangskraft des Bremskraftverstärkers während einer Betätigung des Bremsbetätigungsteils erzeugten Flüssigkeitsdruck in der vorderen Druckkammer unter Druck gesetzt werden, es sei denn der Bremskraftverstärker ist defekt. Diese Ausgestaltung erfordert nicht, dass die Druckerhöhungsvorrichtung eine Druckerzeugungsvorrichtung unabhängig vom Hauptzylinder ist, damit die Druckerhöhungsvorrichtung die Flüssigkeit in der hinteren Druckkammer unter Druck setzt.
Das Merkmal der obigen Ausgestaltung (16) ist in Kombination mit beliebigen Merkmalen obiger Ausgestaltungen (13) bis (15) anwendbar.
(17) Eine Bremsanlage gemäß einer der obigen Ausgestaltungen (1) bis (16), wobei die Druckerhöhungsvorrichtung eine Vakuumpumpe aufweist, die durch den von einer Unterdruckquelle eingespeisten Unterdruck betätigt wird, um das Arbeitsfluid in der hinteren Druckkammer unter Druck zu setzen.
In der Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (1) kann die Druckerhöhungsvorrichtung eine elektromotorisch angetriebene Hydraulikpumpe aufweisen, um das Fluid in der hinteren Druckkammer unter Druck zu setzen. Die Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (17) hat gegenüber einer Bremsanlage, in der die Druckerhöhungsvorrichtung eine Hydraulikpumpe und einen Elektromotor aufweist, den Vorteil, dass kein Elektromotor verwendet wird und die Unterdruckquelle bei einem Kraftfahrzeug für gewöhnlich ohne Schwierigkeiten zur Verfügung steht, ohne dass es einen speziellen Mechanismus bedarf. Die Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (17), in der die Druckerhöhungsvorrichtung sich einer Vakuumpumpe bedient, ist daher verhältnismäßig billig herzustellen, hat ein geringes Gewicht und ein geringes Betriebsgeräusch und weist eine höhere Funktionssicherheit auf.
(18) Eine Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (17), wobei der Bremskraftverstärker ein Unterdruck-Bremskraftverstärker ist, der durch den von der Unterdruckquelle eingespeisten Unterdruck angetrieben wird.
In der Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (18) wird die Unterdruckquelle nicht nur zum Antrieb des Bremskraftverstärkers in Form eines Unterdruck-Bremskraftverstärkers sondern auch zum Antrieb der Vakuum pumpe der Druckerhöhungsvorrichtung eingesetzt, wodurch sich die Bauweise der Bremsanlage mit einer reduzierten Zahl von Komponenten vereinfachen lässt.
(19) Eine Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (17) oder (18), wobei die Vakuumpumpe aufweist: (a) ein Gehäuse, (b) einen im Gehäuse verschiebbar aufgenommenen Tauchkolben, der im Zusammenwirken mit dem Gehäuse eine mit der hinteren Druckkammer verbundene Pumpenkammer definiert, und (c) eine im Gehäuse verschiebbar aufgenommene Membran, die an ihren beiden Seiten im Zusammenwirken mit dem Gehäuse eine Arbeitsdruckkammer bzw. eine Atmosphärendruckkammer definiert, wobei die Arbeitsdruckkammer wechselweise dem Atmosphärendruck oder dem Unterdruck der Unterdruckquelle ausgesetzt wird, während die Atmosphärendruckkammer dem Atmosphärendruck ausgesetzt bleibt, und wobei der Steuerkolben mit der Membran in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen den Drücken in der Arbeitsdruckkammer und der Atmosphärendruckkammer verschoben wird, wodurch sich das Volumen der Pumpenkammer mit einer Verschiebung des Steuerkolbens ändert.
(20) Eine Bremsanlage gemäß einer der obigen Ausgestaltungen (17) bis (19), wobei die Vakuumpumpe weiter ein mit der Atmosphäre, der Unterdruckquelle und der Arbeitsdruckkammer verbundenes Dreiwegeventil aufweist, das einen ersten Zustand besitzt, in dem die Arbeitsdruckkammer von der Unterdruckquelle getrennt und mit der Atmosphäre verbunden ist, und einen zweiten Zustand, in dem die Arbeitsdruckkammer von der Atmosphäre getrennt und mit der Unterdruckquelle verbunden ist.
In der Bremsanlage gemäß obiger Ausgestaltung (20) werden der Atmosphärendruck und der Unterdruck über das einzige Dreiwegeventil wechselweise an die Arbeitsdruckkammer der Vakuumpumpe angelegt. Somit erfordert die Druckerhöhungsvorrichtung keine zwei Regelventile: eines zum Einspeisen des Atmosphärendrucks und ein Anderes zum Einspeisen des Unterdrucks. Dementsprechend kann die Ausgestaltung zum wechselweisen Einspeisen des Atmosphärendrucks und des Unterdrucks in die Arbeitsdruckkammer der Vakuumpumpe vereinfacht werden, wodurch sich die Bauweise die Vakuumpumpe insgesamt vereinfachen lässt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehenden und optionale weitere Gegenstände, Merkmale, Vorteile sowie die technische und gewerbliche Bedeutsamkeit der Erfindung werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung gegenwärtig bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den Zeichnungen verständlicher, in denen:
1 eine schematische Darstellung ist, die die mechanische Anordnung einer Bremsanlage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt; die 2A und 2B vergrößerte Schnittdarstellungen eines in der Bremsanlage aus 1 vorgesehenen Druckregelventils sind;
3 eine grafische Darstellung ist, die die Beziehung zwischen dem an eine Magnetspule des Druckregelventils in den 2A und 2B angelegten Strom I und der durch die Magnetspule erzeugten Anziehungskraft F1 angibt;
4 eine Blockdarstellung ist, die die elektrische Anordnung der Bremsanlage veranschaulicht;
5 ein Flussschema ist, das eine von einem Computer einer in 4 gezeigten elektronischen Steuereinheit ausgeführte Bremswirkungskennliniensteuerroutine veranschaulicht;
6 ein Flussschema ist, das eine im Schritt S3 der Routine in 5 ausgeführte Druckerhöhungssteuerungssubroutine veranschaulicht;
7 eine grafische Darstellung ist, die die Beziehung zwischen der Bremsbetätigungskraft F und des Sollbetrags ΔP der Druckerhöhung gemäß der Druckerhöhungssteuerungssubroutine in 6 angibt;
8 eine grafische Darstellung ist, die die Beziehungen zwischen der durch die Magnetspule des Druckregelventils erzeugten Anziehungskraft F1 und dem Solldruckerhöhungsbetrag ΔP und dem an die Spule anzulegenden Strom I gemäß der Druckerhöhungssteuerungssubroutine in 6 veranschaulicht;
9 ein Flussschema ist, das eine im Schritt S4 der Routine in 5 ausgeführte Beendigungssubroutine veranschaulicht;
10 eine grafische Darstellung ist, die eine durch die Bremswirkungskennliniensteuerroutine in 5 erhaltene Wirkung zeigt;
11 eine schematische Darstellung ist, die die mechanische Anordnung einer Bremsanlage gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
12 eine Blockdarstellung ist, die die elektrische Anordnung der Bremsanlage in 11 veranschaulicht;
13 ein Flussschema ist, das eine von einem Computer einer in 12 gezeigten elektronischen Steuereinheit ausgeführte Druckerhöhungssteuerungssubroutine veranschaulicht;
14 ein Flussschema ist, das eine von dem Computer der in 12 gezeigten elektronischen Steuereinheit Beendigungssubroutine veranschaulicht;
15 eine schematische Darstellung ist, die eine mechanische Anordnung einer Bremsanlage gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
16 eine Blockdarstellung ist, die eine elektrische Anordnung der Bremsanlage in 15 veranschaulicht;
17 ein Flussschema ist, das eine von einem Computer einer in 16 gezeigten elektronischen Steuereinheit ausgeführte Druckerhöhungssteuerungssubroutine veranschaulicht;
18 ein Flussschema ist, das eine von dem Computer der in 16 gezeigten elektronischen Steuereinheit ausgeführte Beendigungssubroutine veranschaulicht;
19 eine schematische Darstellung ist, die eine mechanische Anordnung einer Bremsanlage gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
20 eine Blockdarstellung ist, die eine elektrische Anordnung der Bremsanlage in 19 veranschaulicht;
21 ein Flussschema ist, das eine von einem Computer einer in 20 gezeigten elektronischen Steuereinheit ausgeführte Druckerhöhungssteuerungssubroutine veranschaulicht;
22 ein Flussschema ist, das eine von dem Computer der in 20 gezeigten elektronischen Steuereinheit ausgeführte Beendigungssubroutine veranschaulicht;
23 eine Blockdarstellung ist, die eine elektrische Anordnung einer Bremsanlage gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht;
24 ein Flussschema ist, das eine von einem Computer einer in 23 gezeigten elektronischen Steuereinheit ausgeführte Bremswirkungskennliniensteuerroutine veranschaulicht;
25 eine schematische Darstellung ist, die eine mechanische Anordnung einer Bremsanlage gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
26 eine Blockdarstellung ist, die eine elektrische Anordnung der Bremsanlage in 25 veranschaulicht;
27 ein Flussschema ist, das eine von einem Computer einer in 26 gezeigten elektronischen Steuereinheit ausgeführte Druckerhöhungssteuerungssubroutine veranschaulicht;
28 ein Flussschema ist, das eine von dem Computer der in 26 gezeigten elektronischen Steuereinheit ausgeführte Beendigungssubroutine veranschaulicht;
29 eine grafische Darstellung zur Erläuterung einer Druckerhöhungssteuerung gemäß der Subroutine in 27 ist;
30 grafische Darstellung zur Erläuterung der Art und Weise zur Bestimmung der Spezifikation der Bremsanlage ist; und
31 eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Funktionsweise der Bremsanlage zum Erhalt der in 30 gezeigten Spezifikation ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 zeigt eine Bremsanlage gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung für ein 4-Rad-Kraftfahrzeug mit einem linken Vorderrad FL, einem rechten Vorderrad FR, einem linken Hinterrad RL und einem rechten Hinterrad RR. Die Bremsanlage weist ein Bremsbetätigungsteil in Form eines Bremspedals 10 auf, das über einen Unterdruck-Bremskraftverstärker 12 mit einem Tandem-Hauptzylinder 14 in Verbindung steht.
Der Bremskraftverstärker 12 weist bekanntlich einen Arbeitskolben auf, der auf der einen Seite eine Unterdruckkammer und auf der anderen Seite eine Arbeitsdruckkammer (Kammer mit veränderlichem Druck) mitdefiniert. Die Unterdruckkammer ist mit dem Ansaugkrümmer der Brennkraftmaschine des Fahrzeugs verbunden, der als eine Unterdruckquelle fungiert, die einen Unterdruck oder verminderten Druck bereitstellt. Die Arbeitsdruckkammer wird wechselweise mit der Unterdruckkammer oder der Atmosphäre verbunden. Der Arbeitskolben wird durch eine Betätigungskraft verschoben, die auf der Differenz zwischen dem Druck in der Unterdruckkammer und dem Druck in der Arbeitsdruckkammer basiert, wodurch eine Bremsbetätigungskraft in Form der auf das Bremspedal 10 wirkenden Betätigungskraft verstärkt und die so verstärkte Bremsbetätigungskraft auf den Hauptzylinder 14 übertragen wird. Der durch die Unterdruckquelle bereitgestellte Unterdruck (Druck im Ansaugkrümmer) ist änderungsanfällig.
Der Bremskraftverstärker 12 kann die Bremsbetätigungskraft nur so lange verstärken, bis der Druck in der Arbeitsdruckkammer ausgehend von einem Pegel in der Höhe des Drucks in der Unterdruckkammer mit einer Zunahme der Bremsbetätigungskraft bis auf den atmosphärischen Druck angestiegen ist. Nachdem der Druck in der Arbeitsdruckkammer die Höhe des Atmosphärendrucks erreicht hat, ist eine weitere Verstärkung der Bremsbetätigungskraft durch den Bremskraftverstärker 12 nicht mehr möglich. D. h., dass der Bremskraftverstärker 12 seine Verstärkungsgrenze erreicht hat. Der höchste Wert der verstärkten Bremsbetätigungskraft bei Erreichen der Verstärkungsgrenze ändert sich mit dem Druck in der Unterdruckkammer, d. h. mit dem Druck der Unterdruckquelle, wodurch der höchste Wert höher liegt, wenn der Absolutwert des Drucks der Unterdruckquelle höher liegt. Der höchste Wert ist daher umso kleiner, je näher der Unterdruck der Unterdruckquelle dem Atmosphärendruck liegt.
Der Hauptzylinder 14 umfasst ein zylindrisches Gehäuse 20, das an dem Einen seiner beiden Enden geschlossen und an dem anderen Ende offen ist. Das Gehäuse 20 weist eine erste, zweite und dritte zylindrische Bohrung 22, 24, 26 auf, die in dieser Reihenfolge in Richtung vom offenen zum geschlossenen Ende angeordnet sind. Die erste und dritte Bohrung 22, 26 haben den kleinsten und größten Durchmesser, während die zweite Bohrung 24 einen Durchmesser hat, der zwischen den Durchmessern der ersten und dritten Bohrung 22, 26 liegt.
In der zweiten zylindrischen Bohrung 24 ist eine Buchse 30 in der Weise im Wesentlichen fluiddicht aufgenommen, dass die Buchse 30 an dem Ende, das dem Boden des Gehäuses 20 näher liegt, durch ein geeignetes Befestigungsteil, z. B. einen Haltering, in Anlage an einer ringförmigen Schulterfläche zwischen der zweiten und dritten zylindrischen Bohrung 24, 26 gehalten wird, wodurch verhindert wird, dass die Buchse 30 von der vorgenannten Schulterfläche abrückt. Die Buchse 30 weist eine zylindrische Bohrung 31 auf, in der ein erster Druckkolben 32 und ein zweiter Druckkolben 34 hintereinander angeordnet sind. Jeder dieser Druckkolbens 32, 34 ist an dem Einen seiner beiden Enden geschlossen und an dem Anderen geöffnet und in der Weise in der zylindrischen Bohrung 31 im Wesentlichen fluiddicht und verschiebbar aufgenommen, dass die Innenoberfläche der Bodenwand am geschlossenen Ende jedes Druckkolbens 32, 34 der Bodenwand des Gehäuses 30 gegenüberliegt. Die beiden Druckkolben 32, 34 definieren jeweils eine vordere Druckkammer 36, 38 mit. Einzelnen definieren die Innenoberfläche der Bodenwand und die Innenumfangsfläche jedes Druckkolbens 32, 34 die entsprechende vordere Druckkammer 36, 38 mit. In den vorderen Druckkammern 36, 38 ist jeweils ein Vorspannmittel in Form einer Feder 40, 42 angeordnet, die die Druckkolben 32, 34 jeweils in die in 1 gezeigte vollständig eingefahrene Position vorspannt. Die vollständig eingefahrene Position des ersten Druckkolbens 32 wird durch ein noch zu beschreibendes Verschlussteil 44 bestimmt, während die vollständig eingefahrene Position des zweiten Druckkolbens 34 durch die vollständig eingefahrene Position des ersten Druckkolbens 32 sowie die Anfangslänge und Anfangslast der Feder 40 bestimmt wird, die in der vom ersten Druckkolben 32 mitdefinierten vorderen Druckkammer 36 angeordnet ist.
Das zylindrische Gehäuse 20 ist an seinem offenen Ende durch das Verschlussteil 44 im Wesentlichen fluiddicht verschlossen, das in der Weise in der ersten zylindrischen Bohrung 22 eingesetzt ist, dass es in Anlage an einer ringförmigen Schulterfläche zwischen der ersten und zweiten zylindrischen Bohrung 22, 24 gehalten wird. Mittels eines geeigneten Befestigungsteils, z. B. eines Halterings, wird verhindert, dass sich das Verschlussteil 44, deren axiale Position allein durch die vorgenannte Schulterfläche bestimmt wird, vom Gehäuse 20 entfernt. Wie vorstehend erwähnt, wird die vollständig eingefahrene Position des ersten Druckkolbens 32 durch die Anlage dessen hinterer Stirnfläche am Verschlussteil 44 bestimmt. Der erste Druckkolben 32 weist einen Hilfskolben 46 auf, der sich von dessen hinterer Stirnfläche im Wesentlichen fluiddicht und verschiebbar durch das Verschlussteil 44 hindurch in Rückwärtsrichtung in den Bremskraftverstärker 12 hinein erstreckt. Der Hauptzylinder 14 wird über den Hilfskolben 46 aktiviert, der die Ausgangskraft des Bremskraftverstärkers 12 über den Arbeitskolben erfährt, wodurch das Arbeitsöl oder die Arbeitsflüssigkeit als Arbeitsfluid in den beiden vorderen Druckkammern 36, 38 in Abhängigkeit von der Ausgangskraft des Bremskraftverstärkers 12 auf denselben Druckwert unter Druck gesetzt werden.
Das Gehäuse 20 und das im Gehäuse 20 eingesetzte Verschlussteil 44 definieren im Zusammenwirken mit dem ersten Druckkolben 32 eine hintere Druckkammer 50. Wenn die hinte re Druckkammer 50 mit Fluiddruck beaufschlagt wird, wird der erste Druckkolben 32 aus seiner vollständig eingefahrenen Position heraus verschoben, wodurch der Fluiddruck in der vorderen Druckkammer 36 erhöht und im Ergebnis der zweite Druckkolben 34 ebenfalls aus seiner vollständig eingefahrenen Position heraus verschoben wird, wodurch der Fluiddruck in der vorderen Druckkammer 38 ebenfalls erhöht wird.
Das Gehäuse 20 weist zwei Ausgleichsbehälteranschlüsse 52, einen Druckeinspeisungsanschluss 54 und zwei Bremszylinderanschlüsse 56 auf.
Die beiden Ausgleichsbehälteranschlüsse 52 sind vorgesehen, um die beiden vorderen Druckkammern 36, 38 mit einem Ausgleichsbehälter 58 zu verbinden, in dem das Arbeitsfluid unter Atmosphärendruck gespeichert ist. Die beiden Ausgleichsbehälteranschlüsse 52 sind in axialen Abschnitten des Gehäuses 20 ausgebildet, die den vorderen Druckkammern 36, 38 entsprechen. Die Ausgleichsbehälteranschlüsse 52 sind jeweils mit einer Verbindungsleitung 62 verbunden, die durch die zylindrische Wand der Buchse 30 hindurch in radialer Richtung ausgebildet sind. Die Druckkolben 32, 34 weisen jeweils eine in Radialrichtung durch die zylindrische Wand hindurch ausgebildete Verbindungsleitung 63 auf. Die Verbindungsleitungen 63 sind so angeordnet, dass sie in den in 1 gezeigten vollständig eingefahrenen Positionen der Druckkolben 32, 34 jeweils mit dem entsprechenden Ausgleichsbehälteranschluss 52 und der entsprechenden Verbindungsleitung 62 fluchten. Wenn die Druckkolben 32, 34 geringfügig aus ihren vollständig eingefahrenen Position aus gefahren werden, werden die Verbindungsleitungen 63 durch die Innenumfangsfläche der zylindrischen Bohrung 31 der Buchse 30 geschlossen, während die Verbindungsleitungen 62 durch die Außenumfangsfläche der Druckkolben 32, 34 geschlossen werden, wodurch die Verbindungen zwischen den Ausgleichsbehälteranschlüssen 52 und den vorderen Druckkammern 36, 38 unterbrochen werden und der Fluiddruck in diesen Kammern 36, 38 durch ein weiteres Ausfahren der Druckkolbens 32, 34 erhöht werden kann.
Der Druckeinspeisungsanschluss 54 ist an einer axialen Position des Gehäuses 20, an der eine ständige Verbindung des Anschlusses 54 mit der hinteren Druckkammer 50 gewährleistet ist, durch die zylindrische Wand des Gehäuses 20 hindurch ausgebildet, wodurch die hintere Druckkammer 50 über den Druckeinspeisungsanschluss 54 mit einer Druckerhöhungsvorrichtung 64 in Verbindung stehen kann. Die Druckerhöhungsvorrichtung 64 weist eine Druckerhöhungspumpe 66 der Bauart: Zahnradpumpe, einen Pumpenmotor 68 zum Antrieb der Pumpe 66 und ein Druckregelventil 70 auf. Die Druckerhöhungspumpe 66 ist an ihrer Saugseite mit dem Ausgleichsbehälter 58 und an ihrer Druckseite mit dem Druckeinspeisungsanschluss 54 verbunden. Die Pumpe 66 setzt das aus dem Ausgleichsbehälter 58 erhaltene Fluid unter Druck, wodurch das unter Druck gesetzte Fluid von der Pumpe 66 zur hinteren Druckkammer 50 gefördert wird. Des Weiteren ist ein Sperrventil 72 vorgesehen, um eine Umkehrströmung des Druckfluids in Richtung von der hinteren Druckkammer 50 zur Druckseite der Pumpe 66 zu verhindern. Die Druckerhöhungsvorrichtung 64 weist eine Überbrückungsleitung 74 auf, die die Druckerhöhungspumpe 66 und das Druckregelventil 70 ü berbrückt. Die Überbrückungsleitung 74 ist mit einem Sperrventil 76 versehen, das zwar eine Fluidströmung in eine Richtung vom Ausgleichsbehälter 58 zur hinteren Druckkammer 50 gestattet, eine Umkehrströmung des Fluids in die andere Richtung aber verhindert. Die Vorsehung des Sperrventils 76 erleichtert die Befüllung der hinteren Druckkammer 50 mit Fluid aus dem Ausgleichsbehälter 58, wenn das Volumen der Kammer 50 mit einer raschen oder abrupten Betätigung des Bremspedals 10 rasch vergrößert wird. Denn die Kammer 50 kann sowohl über das Sperrventil 76 wie auch über das Druckregelventil 70 rasch mit Fluid aus dem Ausgleichsbehälter 58 befüllt werden. Dementsprechend hat das Sperrventil 76 die Funktion, bei einer raschen Betätigung des Bremspedals 10 im Falle einer abrupten Abbremsung des Fahrzeugs die Entstehung eines Unterdrucks in der hinteren Druckkammer 50 zu verhindern.
Das Druckregelventil 70, das elektromagnetisch angesteuert wird, um den Fluiddruck in der hinteren Druckkammer 50 zu regeln, ist in 2A und 2B in Vergrößerung dargestellt. Das Druckregelventil 70 hat ein Gehäuse, ein Ventilelement 80, einen Ventilsitz 82, auf dem das Ventilelement 80 selektiv sitzt, und eine Magnetspule 84 zum Erzeugen einer elektromagnetischen Kraft zur Steuerung der Bewegung des Ventilelements 80 relativ zum Ventilsitz 82. Das Ventilelement 80 ermöglicht im Zusammenwirken mit dem Ventilsitz 82 eine Regelung der Fluidströmung zwischen der hinteren Druckkammer 50 und dem Ausgleichsbehälter 58.
Wenn die Magnetspule 84 des Druckregelventils 70 ausgeschaltet ist oder sich in einem aberregten Zustand befin det, ist das Druckregelventil 70 durch die Vorspannkraft einer Feder 86 in eine offene Position geschaltet, in der das Ventilelement 80 im Abstand zum Ventilsitz 82 angeordnet ist, wodurch eine Fluidströmung in verschiedene Richtungen zwischen der hinteren Druckkammer 50 und dem Ausgleichsbehälter 58 ermöglicht ist. In diesem Zustand kann das Fluid in Abhängigkeit davon, ob das Volumen der hinteren Druckkammer 50 während einer Betätigung des Bremspedals 10 zu- oder abnimmt über das Druckregelventil 70 in die hintere Druckkammer 50 einströmen bzw. aus der hinteren Druckkammer 50 ausströmen. Das Druckregelventil 70 ist somit ein magnetbetätigtes Absperrventil, das normalerweise offen ist, d. h. so lange offen ist, wie das Druckregelventil 70 abgeschaltet ist. D. h. es ist keine besondere Ansteuerung des Druckregelventils 70 notwendig, um eine Volumenänderung der hinteren Druckkammer 50 zu ermöglichen.
Wenn die Magnetspule 84 eingeschaltet wird oder sich im erregten Zustand befindet, wird ein innerhalb der Wicklungen der Magnetspule 84 angeordneter Anker 88, der das Ventilelement 80 trägt, über die durch die Magnetspule 84 erzeugte Magnetkraft zum Ventilsitz 82 hin gedrückt, wodurch das Ventilelement 80 auf dem Ventilsitz 82 aufsitzt und das Druckregelventil 70 geschlossen wird. Dabei wirkt auf das Ventilelement 80 in eine Richtung vom Ventilelement 80 zum Ventilsitz 82 eine auf der Magnetkraft der Magnetspule 84 beruhende Anziehungskraft F1 und gleichzeitig in die andere Richtung die Summe aus einer auf dem Fluiddruck in der hinteren Druckkammer 50 beruhenden Kraft F2 und einer Vorspannkraft F3 der Feder 88. Die Kraft F2 ergibt sich als das Produkt aus dem Fluiddruck in der Kammer 50 und dem wirksamen Flächeninhalt der druckaufnehmenden Oberfläche des Ventilelements 80, das den Fluiddruck in der Kammer 50 erfährt.
So lange wie im eingeschalteten oder erregten Zustand der Magnetspule 84 während eines relativ niedrigen Förderdrucks der Druckerhöhungspumpe 70, d. h. während eines relativ niedrigen Fluiddrucks in der hinteren Druckkammer 50, die Bedingung F2 ≤ F1 – F3 erfüllt ist, bleibt das Ventilelement 80 auf dem Ventilsitz 82 sitzen, wodurch eine Fluidströmung von der Pumpe 66 in den Ausgleichsbehälter 58 verhindert wird, eine Erhöhung des Fluiddrucks in der hinteren Druckkammer 50 mit einer Zunahme des Förderdrucks der Pumpe 66 jedoch gestattet ist. Wenn als Ergebnis einer weiteren Erhöhung des Fluiddrucks in der Kammer 50 die Ungleichung F2 > F1 – F3 erfüllt ist, wird das Ventilelement 80 vom Ventilsitz 82 weg gedrückt mit der Folge, dass das Fluid von der Pumpe 66 in den Ausgleichsbehälter 58 strömen kann, wodurch eine weitere Erhöhung des Fluiddrucks in der Kammer 50 unterbunden wird. Auf diese Weise wird der Fluiddruck in der hinteren Druckkammer 50, wenn man die Vorspannkraft F3 der Feder 88 außer Acht lässt, mit einer Zunahme der durch die Magnetspule 84 erzeugten Anziehungskraft F1 linear erhöht.
Das Druckregelventil 70 ist so ausgelegt, dass die durch das Magnetspule 84 erzeugte Anziehungskraft F1 mit dem an die Magnetspule 84 angelegten Strom I linear zunimmt, wie es in der grafische Darstellung in 3 angegeben ist.
Gemäß 1 sind die beiden Bremszylinderanschlüsse 56 durch die zylindrische Wand des Gehäuses 20 hindurch jeweils an einer axialen Stelle ausgebildet, an der eine ständige Verbindung der Anschlüsse 56 der jeweiligen vorderen Druckkammer 36, 38 gewährleistet ist, wodurch die Kammern 36, 38 mit zwei voneinander unabhängigen Druckerzeugungssystemen der Bremsanlage verbunden sind. Die Bremsanlage umfasst im Einzelnen ein vorderes Bremssubsystem mit zwei vorderen Bremsen 90, die jeweils einen vorderen Radbremszylinder 92 beinhalten, um das linke bzw. rechte Vorderrad FL, FR zu bremsen, sowie ein hinteres Bremssubsystem mit zwei hinteren Bremsen 90, die jeweils einen Hinteren Radbremszylinder 92 beinhalten, um das linke bzw. rechte Hinterrad RL, RR zu bremsen. Da diese beiden Bremssubsysteme im Aufbau identisch sind, wird im Folgenden nur das vordere Bremssubsystem erläutert. Zu beachten gilt, dass die Beschreibung des vorderen Bremssubsystem im Wesentlichen auch für das hintere Bremssubsystem gilt.
Die vordere Druckkammer 36 des Hauptzylinders 14 ist über eine Hauptfluidleitung 94 mit den vorderen Radbremszylindern 92 für das linke und rechte Vorderrad FL, FR verbunden. Die Hauptfluidleitung 94 umfasst eine von der vorderen Druckkammer 36 ausgehende gemeinsame Leitung 96 und zwei Zweigleitungen 98, die jeweils an ihrem einen Ende mit der gemeinsamen Leitung 96 und an ihrem anderen Ende mit dem vorderen Radbremszylinder 92 verbunden sind. Eine Pumpenleitung 102 ist an ihrem einen Ende parallel zu den Zweigleitungen 98 mit der gemeinsamen Leitung 96 verbunden. Die Pumpenleitung 102 ist mit einer Antiblockierdruckregelungspumpe 104 verbunden. Für den Antrieb der beiden Anti blockierdruckregelungspumpen 104 im vorderen und hinteren Bremssubsystem ist ein gemeinsamer Pumpenmotor 106 ist vorgesehen.
Die beiden Zweigleitungen 98 sind jeweils mit einem Druckhalteventil 110 versehen, das ein normalerweise offenes, magnetbetätigtes Absperrventil ist. Wenn die Magnetspule 112 (4) des Ventils 110 erregt wird, wird das Ventil 110 in den geschlossenen Zustand geschaltet, in dem eine Fluidströmung in Richtung von der Antiblockierdruckregelungspumpe 104 zum Radbremszylinder 92 blockiert ist, wodurch der Fluiddruck im Radbremszylinder 92 auf dem momentanen Pegel gehalten werden kann. Mit den Zweigleitungen 98 ist jeweils eine das Druckhalteventil 110 überbrückende Überbrückungsleitung 114 verbunden. In der Überbrückungsleitung 114 ist ein Sperrventil 116 angeordnet, das eine Fluidströmung in Richtung vom Radbremszylinder 92 zur Verbindungsstelle der Zweigleitung 98 mit der gemeinsamen Leitung 96 und der Pumpenleitung 122 zulässt, eine Strömung in die andere Richtung jedoch blockiert.
Eine Ausgleichsbehälterleitung 118 ist an ihrem einen Ende mit einem Abschnitt jeder Zweigleitung 98 zwischen dem Druckhalteventil 110 und dem Radbremszylinder 92 und an ihrem anderen Ende mit einem Ausgleichsbehälter 120 verbunden. In der Ausgleichsbehälterleitung 118 ist ein Druckabbauventil 130 angeordnet, das ein normalerweise geschlossenes magnetbetätigtes Absperrventil ist. Wenn die Magnetspule 132 (4) des Druckabbauventils 130 erregt wird, wird das Ventil 130 in den offenen Zustand geschaltet, in dem eine Fluidströmung vom Radbremszylinder 92 in den Aus gleichsbehälter 120 ermöglicht ist, um den Fluiddruck im Radbremszylinder 92 zu senken oder zu vermindern.
Der Ausgleichsbehälter 120 hat ein Gehäuse und einen im Gehäuse im Wesentlichen fluiddicht und verschiebbar aufgenommenen Kolben 134, der im Zusammenwirken mit dem Gehäuse eine Ausgleichsbehälterkammer 136 definiert. Der Ausgleichsbehälter 120 hat des Weiteren ein Vorspannmittel in Form einer 138 zum Vorspannen des Kolbens 136 in eine Richtung, in der das Volumen der Ausgleichsbehälterkammer 136 verkleinert wird, wodurch das Fluid in der Ausgleichsbehälterkammer 136 unter Druck gespeichert wird. Die Ausgleichsbehälterkammer 136 ist über die Pumpenleitung 102 mit der Hauptfluidleitung 94 verbunden.
Die Pumpenleitung 102 ist durch die Antiblockierdruckregelungspumpe 104 in eine Saugleitung 140 auf der Seite des Ausgleichsbehälters 120 und in eine Förderleitung 142 auf der Seite der Verbindungsstellen der Zweigleitungen 98 mit der gemeinsamen Leitung 96 unterteilt. Die Saug- und Förderleitung 140, 142 sind mit einem Saugventil 144 bzw. einem Förderventil 146 versehen. Die Förderleitung 142 ist des Weiteren mit einer Dämpferkammer 148 und einem Strömungshindernis in Form einer Drossel 150 versehen, die hintereinander geschaltet sind. Die Dämpferkammer 148 und die Drossel 150 haben die Funktion, eine Druckpulsation des durch die Antiblockierdruckregelungspumpe 104 unter Druck gesetzten Fluids zu verhindern.
Nachdem die mechanische Anordnung der vorliegenden Bremsanlage dargestellt wurde, wird nun die elektrische Anordnung der Bremsanlage erläutert.
Wie es in der Blockdarstellung in 4 gezeigt ist, kommt in der vorliegenden Bremsanlage eine elektronische Steuereinheit 200 (im Folgenden kurz "ECU 200") zum Einsatz. Die ECU 200, die Bestandteil der Druckerhöhungsvorrichtung 60 ist, besteht im Wesentlichen aus einem Computer mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU), einem Festwertspeicher (ROM) und einem Arbeitsspeicher (RAM). Im ROM ist ein Programm zum Ausführen einer Bremswirkungskennliniensteuerroutine gespeichert, die im Flussschema in 6 dargestellt ist, und ein Programm zum Ausführen einer Antiblockierbremsdruckregelungsroutine. Diese werden im Besonderen von der CPU ausgeführt, die hierzu die temporäre Datenspeicherfunktion des RAM nutzt. Die Bremswirkungskennliniensteuerroutine wird ausgeführt, um die Bremswirkungskennlinie der Bremsanlage so anzupassen, dass die durch die Bremsanlage erzielte Verzögerung G des Fahrzeugs in Abhängig von einer auf das Bremspedal 10 wirkenden Bremsbetätigungskraft F linear, d. h. mit konstanter Rate, zunimmt, und zwar bevor und nachdem die Verstärkungsgrenze des Bremskraftverstärkers 12 erreicht ist. Mit "Bremswirkungskennlinie" ist die Beziehung zwischen der Bremsbetätigungskraft F und der Fahrzeugverzögerung G gemeint. Die Antiblockierbremsdruckregelungsroutine wird bekanntlich ausgeführt, um den Bremsdruck für jedes Rad FL, FR, RL, RR, d. h. den Fluiddruck in jedem Radbremszylinder 92, so zu regeln, dass eine übermäßig Blockiertendenz des Rades während eines Bremsung des Fahrzeugs verhindert wird. In der vor liegenden Ausführungsform zirkuliert das Arbeitsfluid während der Antiblockierdruckregelung durch die Antiblockierdruckregelungspumpe 104 im Hydraulikkreis der Bremsanlage.
Mit dem Eingangsabschnitt der ECU 200 sind ein Bremsbetätigungskraftsensor 204 und vier Raddrehzahlsensoren 208 verbunden. Der Kraftsensor 204 erzeugt ein Bremsbetätigungskraftsignal, das die Bremsbetätigungskraft F angibt, während die Raddrehzahlsensoren 208 jeweils ein Raddrehzahlsignal erzeugen, das die Drehzahl des entsprechenden Rades angibt.
Mit dem Ausgangsabschnitt der ECU 200 sind die Magnetspule 84 des Druckregelventils 70, der Pumpenmotor 68 zum Antrieb der Druckerhöhungspumpe 66, der Pumpenmotor 106 zum Antrieb der Antiblockierdruckregelungspumpen 104 des vorderen und hinteren Bremssubsysteme, die Magnetspulen 112 der Druckhalteventile 110 in den Bremssubsystemen und die Magnetspulen 132 der Druckabbauventile 130 in den Bremssubsystemen verbunden.
Die Bremswirkungskennliniensteuerroutine wird in Verbindung mit dem Flussschema in 5 beschrieben.
Diese Routine wird jedes Mal nach dem Einschalten des Zündschalters des Fahrzeugs durch den Fahrzeugbediener ausgeführt. Jeder Ausführungszyklus der Routine beginnt mit dem Schritt S1, um die Bremsbetätigungskraft F zu erfassen. Im Einzelnen wird das durch den Bremsbetätigungskraftsensor 204 erzeugte Bremsbetätigungskraftsignal eingelesen und auf der Grundlage des Bremsbetätigungskraftsignals die auf das Bremspedal 10 wirkende momentane Bremsbetätigungskraft F berechnet.
Dann geht die Routine zum Schritt S2, um zu bestimmen, ob eine vorgegebene Druckerhöhungseinleitungsbedingung zum Einleiten einer Druckerhöhungssteuerung durch die Druckerhöhungsvorrichtung 64 erfüllt ist. Der Schritt S2 ist genauer gesagt vorgesehen, um zu bestimmen, ob die erfasste Bremsbetätigungskraft F einen vorgegebenen Schwellwert F_TH überschritten hat, d. h. ob die Verstärkungsgrenze des Bremskraftverstärkers 12 erreicht ist, im Besonderen ob der Fluiddruck P_B im Radbremszylinder 92 durch einen Antrieb der Druckerhöhungspumpe 66 der Druckerhöhungsvorrichtung 64 erhöht werden muss. Wenn im Schritt S2 eine positive Antwort (JA) erhalten wird, geht die Routine zum Schritt S3, in dem eine Druckerhöhungssteuerungssubroutine ausgeführt wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Schwellwert F_TH eine Verstärkungsgrenze-Bremsbetätigungskraft, die wertmäßig derjenigen Bremsbetätigungskraft F entspricht, die erfasst wird, wenn die Verstärkungsgrenze des Bremskraftverstärkers 12 erreicht ist, wo der Istdruck der Unterdruckquelle (der Druck im Ansaugkrümmer der Brennkraftmaschine) gleich dem oberen Grenzwert des Schwankungs- oder Änderungsbereichs ist, in dem sich dieser Istdruck erwartungsgemäß ändert. Der obere Grenzwert ist ein dem Atmosphärendruck nächstliegender Unterdruckwert.
Die Druckerhöhungssteuerungssubroutine ist im Flussschema in 6 dargestellt. Sie beginnt mit dem Schritt S21, um auf der Grundlage der erfassten Bremsbetätigungskraft F und gemäß einer vorgegebenen Beziehung zwischen der Bremsbetätigungskraft F und dem Solldruckerhöhungsbetrag ΔP den Sollbetrag ΔP für die Fluiddruckerhöhung in der hinteren Druckkammer 50 zu bestimmen. Daten, die die vorgegebene F-ΔP-Beziehung repräsentieren, sind im ROM der ECU 200 gespeichert. Ein Beispiel für diese Beziehung ist in der grafischen Darstellung in 7 gezeigt. Die F-ΔP-Beziehung sieht so aus, dass der Fluiddruck P_M im Hauptzylinder 14 mit der Bremsbetätigungskraft F in der Weise ansteigt, dass die Rate der Zunahme der Fahrzeugverzögerung G (die sich im Wesentlichen proportional zum Radbremszylinderdruck P_B ändert) mit der Bremsbetätigungskraft F nach und vor Erreichen der Verstärkungsgrenze des Bremskraftverstärkers 12 dieselbe ist. Der Solldruckerhöhungsbetrag ΔP, um den der Hauptzylinderdruck P_M und der Radbremszylinderdruck P_B zu erhöhen sind, wird im Besonderen so bestimmt, dass auch nach Erreichen der Verstärkungsgrenze des Bremskraftverstärkers 12 der Radbremszylinderdruck P_B und die Bremsbetätigungskraft F mit der Rate vor Erreichen der Verstärkungsgrenze ansteigt.
Auf den Schritt S21 folgt der Schritt S22, um den Sollwert I* für den an die Magnetspule 84 des Druckregelventils 70 anzulegenden Strom I so zu bestimmen, dass der Sollstromwert I* einen Anstieg des Radbremszylinderdrucks P_B um den Sollbetrag ΔP ermöglicht. Der Sollstromwert I* wird im Einzelnen auf der Grundlage des bestimmten Solldruckerhöhungsbetrags ΔP und gemäß einer vorgegebenen Beziehung zwischen dem Solldruckerhöhungsbetrag ΔP und dem Sollstromwert I* bestimmt. Daten, die diese vorgegebene ΔP-I*-Beziehung repräsentieren, sind im ROM der ECU 200 ge speichert. Die grafische Darstellung in 8 zeigt ein Beispiel für die Beziehung zwischen der durch die Magnetspule 84 erzeugten Anziehungskraft F1 und dem Solldruckerhöhungsbetrag ΔP sowie ein Beispiel für die Beziehung zwischen der Anziehungskraft F1 und dem Sollstromwert I*. Die ΔP-I*-Beziehung wird von diesen beiden Beziehungen repräsentiert. Um den Sollstromwert I* zu bestimmen, wird zunächst auf der Grundlage des Solldruckerhöhungsbetrags ΔP die Sollanziehungskraft F1 und anschließend auf der Grundlage der Sollanziehungskraft F1 der Sollstromwert I* bestimmt.
Anschließend geht die Routine zum Schritt S23, um den Strom I, der den bestimmten Sollwert I* hat, an die Magnetspule 84 des Druckregelventils 70 anzulegen. Auf den Schritt S23 folgt der Schritt S24, um ein Signal zum Einschalten des Pumpenmotors 68 zu erzeugen. Im Ansprechen auf den Antrieb der Druckerhöhungspumpe 66 durch den Pumpenmotor 68 wird der Fluiddruck in der hinteren Druckkammer 50 erhöht und der erste Druckkolben 32 ausgefahren, wodurch der Hauptzylinderdruck P_M und der Fluiddruck P_B in den vier Radbremszylindern 92 um den Solldruckerhöhungsbetrag ΔP ansteigen. Damit ist ein Ausführungszyklus der Druckerhöhungssteuerungssubroutine in 6 beendet, ebenso wie ein Ausführungszyklus der Bremswirkungskennliniensteuerroutine in 5 beendet ist.
Wenn die erfasste Bremsbetätigungskraft F nicht größer ist als der Schwellwert F_TH, bedeutet dies, dass die Verstärkungsgrenze des Bremskraftverstärkers 12 noch nicht er reicht ist. In diesem Fall geht die Routine zum Schritt S4, in dem eine Beendigungssubroutine ausgeführt wird.
Die Beendigungssubroutine ist im Flussschema in 9 dargestellt. Diese Subroutine beginnt mit dem Schritt S41, um ein Signal zur Aberregung der Magnetspule 84 des Druckregelventils 70 zu erzeugen, wodurch das Druckregelventil 70 wieder in seinen ursprünglichen offenen Zustand geschaltet wird. Anschließend wird der Schritt S42 durchgeführt, um ein Signal zum Abschalten des Pumpenmotors 68 zu erzeugen, wodurch der Antrieb der Druckerhöhungspumpe 66 zum Erhöhen des Hauptzylinderdrucks P_M beendet wird. Damit ist ein Ausführungszyklus der Beendigungssubroutine ebenso beendet wie ein Ausführungszyklus der Bremswirkungskennliniensteuerroutine.
Die grafische Darstellung in 10 zeigt ein Beispiel für die Bremswirkungskennlinie der Bremsanlage, die durch die Routine in 5 geändert wird, d. h. ein Beispiel für eine Änderung der Beziehung zwischen der Bremsbetätigungskraft F und dem Radbremszylinderdruck PB.
Wie vorstehend erwähnt, ist die vorliegende Ausführungsform dafür ausgelegt, dass die Druckerhöhungssteuerungssubroutine in 6 (Schritt S3 der Bremswirkungskennliniensteuerroutine in 5) eingeleitet wird, sobald die Bremsbetätigungskraft F den Schwellwert F_TH erreicht oder gerade überschritten hat, der dem Wert der Bremsbetätigungskraft F entspricht, bei dem die Verstärkungsgrenze des Bremskraftverstärkers 12 erreicht ist, bei der der Istdruck der Unterdruckquelle (der Druck im Ansaugkrümmer der Fahrzeugbrennkraftmaschine) auf dem erwarteten höchsten Pegel liegt, der dem Atmosphärendruck am Nächsten liegt, d. h. gleich dem oberen Grenzwert des erwarteten Schwankungsbereichs des Istdrucks der Unterdruckquelle ist. Wenn der Istdruck der Unterdruckquelle gleich dem erwarteten höchsten Wert ist, wird die in 6 gezeigte Druckerhöhungssteuerungssubroutine daher genau dann eingeleitet, wenn die Verstärkungsgrenze des Bremskraftverstärkers 12 erreicht ist, wie es in 10 mit [A] angegeben ist, wodurch die Istbremswirkungskennlinie mit der idealen oder Sollbremswirkungskennlinie (Soll-F-P_B-Kennlinie) zusammenfällt, die durch die Strich-Doppelpunkt-Linie in 10 angegeben ist. Wenn der Istdruck der Unterdruckquelle für den Bremskraftverstärker 12 niedriger ist als der erwartete höchste Pegel (aber höher als der erwartete niedrigste Pegel), so wird die Druckerhöhungssteuerungssubroutine eingeleitet, bevor die Verstärkungsgrenze des Bremskraftverstärkers 12 tatsächlich erreicht ist, d. h. während einer Phase, in der der Hauptzylinderdruck P_M noch durch die Verstärkungsfunktion des Bremskraftverstärkers 12 verstärkt wird, wie es mit [B] in 10. In diesem Fall, in dem der Hauptzylinderdruck P_M durch die Druckerhöhungsvorrichtung 64 in der Verstärkungsendphase des Bremskraftverstärkers 12 verstärkt wird, wird der Radbremszylinderdruck P_B höher als der Sollwert (der durch die Strich-Doppelpunkt-Linie angegeben ist), wie es durch die volle Linie [1] in 10 gezeigt ist. wenn der Istdruck der Unterdruckquelle auf dem erwarteten niedrigsten Pegel (mit dem höchsten Vakuumgrad) liegt, wird die Druckerhöhungssteuerungssubroutine eingeleitet, noch bevor die Verstärkungsgrenze des Bremskraftverstärkers 12 erreicht ist, wie es mit [C] in 10 an gegeben ist. In diesem Fall ist der Radbremszylinderdruck P_B verhältnismäßig höher als der Sollwert.
Die volle Linie [1] in 10 gibt die durch die erfindungsgemäße Bremswirkungskennliniensteuerung zu erhaltende F-P_B-Beziehung an, wenn die Druckerhöhungssteuerungssubroutine in 6 durch die Aktivierung der Druckerhöhungspumpe 66 eingeleitet wird, bevor die Verstärkungsgrenze des Bremskraftverstärkers 12 tatsächlich erreicht ist, d. h. wenn der Istdruck der Unterdruckquelle gleich dem oberen Grenzwert des erwarteten Schwankungsbereich ist, der mit [B] angegeben ist. Andererseits stellt die gestrichelte Linie [2] eine F-P_B- Vergleichsbeziehung an, die erhalten werden würde, wenn die Druckerhöhungsvorrichtung 64 nicht entsprechend dem erfindungsgemäßen Konzept ausgestaltet wäre, nämlich so, dass sich das Gesamtverhältnis zwischen der Bremskraft basierend auf dem Radbremszylinderdruck P_B und der Bremsbetätigungskraft F durch das Produkt aus dem Istverstärkungsverhältnis des Bremskraftverstärkers 12 nach Erreichen dessen Verstärkungsgrenze und dessen Sollverstärkungsverhältnis ausdrücken lässt, das ermöglicht, dass die Soll- oder ideale F-P_B-Kennlinie erzielt wird (die durch die Strich-Doppelpunktlinie in 10 angegeben ist). Der durch die gestrichelte Linie [2] angegebenen F-P_B- Vergleichsbeziehung zufolge weicht der Istradbremszylinderdruck P_B während der vorgenannten Verstärkungsendphase erheblich von dem durch die ideale F-P_B-Kennlinie (Strich-Doppelpunkt-Linie in 10) repräsentierten Sollwert ab. Die Größe der Abweichung des Istradbremszylinderdrucks P_B vom Sollwert ist insbesondere dann sehr groß, wenn die Verstärkungsgrenze des Bremskraftverstärkers 12 erreicht ist (d. h. am Ende der vorgenannten Verstärkungsendphase). Der Grund dafür ist, dass die Größe der Abweichung des Istradbremszylinderdrucks P_B vom Sollwert während der Verstärkungsendphase durch das Sollverstärkungsverhältnis, das durch die Druckerhöhungsvorrichtung 64 erhalten wird, noch verstärkt wird, wie es mit der gestrichelten Linie [2] angegeben ist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist die Größe der Abweichung des Istradbremszylinderdrucks P_B vom Soll- oder idealen Wert während der Verstärkungsendphase, wie durch die volle Linie [1] angegeben, aber klein verglichen mit derjenigen gemäß der mit [2] angegebenen F-P_B-Vergleichsbeziehung.
Die Druckerhöhungsvorrichtung 64 mit der ECU 200, die für die Ausführung der in 5 gezeigten Bremswirkungskennliniensteuerroutine 5 ausgelegt ist, ist somit so ausgestaltet, dass eine signifikante Verschlechterung des durch das Bremspedal 10 vermittelten Betätigungsgefühls während der Verstärkungsendphase verhindert wird.
Nachdem vorstehend anhand der 5 bis 10 die Bremswirkungskennliniensteuerroutine beschrieben wurde, wird im Folgenden die Antiblockierbremsdruckregelungsroutine dargestellt.
Die Antiblockierbremsdruckregelungsroutine sieht so aus, dass die Bremsanlage wechselweise in einen Druckaufbauzustand, Druckhaltezustand und Druckabbauzustand geschaltet wird, um eine übermäßige Blockiertendenz jedes Ra des FL, FR, RL, RR während einer Betätigung des Bremspedals 10 zu verhindern, wobei die Drehzahlen der Räder und die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs basierend auf den Ausgangssignalen der Raddrehzahlsensoren 208 überwacht werden. Der Druckaufbauzustand wird eingerichtet, indem das Druckhalteventil 110 im geöffneten Zustand und das Druckabbauventil 130 im geschlossenen Zustand gehalten werden. Der Druckhaltezustand wird eingerichtet, indem beide Ventile 110, 130 im geschlossenen Zustand gehalten werden. Der Druckabbauzustand wird eingerichtet, indem das Druckhalteventil 110 im geschlossenen Zustand und das Druckabbauventil im geöffneten Zustand gehalten wird. Im Antiblockierbremsdruckregelungsbetrieb gemäß der Antiblockierbremsdruckregelungsroutine wird der Pumpenmotor 106 in Betrieb gehalten, um die Antiblockierdruckregelungspumpen 104 anzutreiben und das aus dem Ausgleichsbehälter 120 erhaltene Fluid unter Druck zu setzen und das Druckfluid in die Hauptfluidleitung 94 zurück zu fördern.
Aus der vorhergehenden Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform wird verständlich, dass die verschiedenen Pumpen 68, 104 zur Durchführung der in 6 gezeigten Druckerhöhungssteuerungssubroutine bzw. der Antiblockierbremsdruckregelung verwendet werden, wodurch die verschiedenen Pumpen 68, 104 voneinander unabhängig betrieben werden können, um die jeweilige Steuerung/Regelung zum Erreichen des jeweiligen Zwecks mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu erleichtern. Des Weiteren gestattet die Verwendung der Pumpen 68, 104 auch dann, wenn die Antiblockierdruckregelungspumpen 104 defekt sein sollten, einen Betrieb der Druckerhöhungsvorrichtung 64 zur Durchführung der Drucker höhungssteuerung, falls erforderlich, oder einen Antiblockierbremsdruckregelungsbetrieb für den Fall, dass die Pumpe 68 defekt ist.
In der vorliegenden Ausführungsform werden die Fluiddrücke in den beiden vorderen Druckkammern 36, 38 durch ein Ausfahren des ersten Druckkolbens 32 unter der auf den hinteren Hilfskolben 46 wirkenden Ausgangskraft des Bremskraftverstärkers 12 und dem Fluiddruck in der hinteren Druckkammer 50 so erhöht, dass die Fluiddrücke in den vier Radbremszylindern 92 auf denselben Pegel ansteigen. In der vorliegenden Bremsanlage, das das vordere Subsystem mit den beiden Radbremszylindern 92 für die Vorderräder FL, FR und das hintere Subsystem mit den beiden Radbremszylindern 92 für die hinteren Räder RL, RR aufweist, wird eine Differenz zwischen dem Radbremszylinderdruck im vorderen Subsystem und dem Radbremszylinderdruck im hinteren Subsystem, falls eine solche vorhanden ist, die Fahrstabilität des Fahrzeugs während der Bremsung nicht verschlechtern. Bei einer Bremsanlage der Diagonal- oder X-Bauart, die ein erstes Subsystem mit dem linken vorderen Radbremszylinder und dem rechten hinteren Radbremszylinder und ein zweites Subsystem mit dem rechten vorderen Radbremszylinder und dem linken hinteren Radbremszylinder aufweist, würde eine Differenz zwischen den Radbremszylinderdrücken in den beiden Subsystemen zu einer Verschlechterung der Fahrstabilität des Fahrzeugs während einer Bremsung führen. Im Hinblick auf die Fahrstabilität des Fahrzeugs ist die erfindungsgemäße Anordnung des Bremskraftverstärkers 12, des Hauptzylinders 14 und der Druckerhöhungsvorrichtung 64 zur Vermeidung einer derarti gen Druckdifferenz zwischen den beiden Subsystemen vorteilhaft für eine Bremsanlage der diagonalen Bauart anwendbar.
Anhand der 11 bis 14 wird nun eine Bremsanlage gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In der zweiten Ausführungsform werden zur Angabe derselben Bauelemente wie in der ersten Ausführungsform dieselben Bezugszeichen verwendet; eine erneute Beschreibung unterbleibt daher. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nur in der Druckerhöhungsvorrichtung, die nachstehend ausführlich beschrieben wird.
Die Bremsanlage gemäß der zweiten Ausführungsform verwendet einen Hauptzylinder 220, der abgesehen davon, dass ein Anschluss 222 durch die zylindrische Wand des Gehäuses 20 hindurch sowie eine Verbindungsleitung 224 zur Verbindung des Anschlusses 222 mit der vom ersten Druckkolben 32 mitdefinierten vorderen Druckkammer 36 vorgesehen sind, mit dem Hauptzylinder 14 der ersten Ausführungsform identisch ist. Die vorliegende Bremsanlage verwendet des Weiteren eine Druckerhöhungsvorrichtung 230, die neben den Bauelementen der Druckerhöhungsvorrichtung 64 der ersten Ausführungsform einige zusätzliche Bauelemente umfasst. Die zusätzlichen Bauelemente beinhalten eine Verbindungsfluidleitung 232 zur Verbindung des Anschlusses 222 mit dem Druckeinspeisungsanschluss 54. Die Verbindungsfluidleitung 232 ist mit einem normalerweise geschlossenen magnetbetätigten Absperrventil 234 und einem ersten Sperrventil 238 versehen, die in Reihe angeordnet sind. Das Sperrventil 238 macht auf, wenn die Druckdifferenz am Sperrventil 238 einen Schwellwert ungleich null überschreitet. Dieser Schwellwert wird als "Öffnungsdruckdifferenz" des Sperrventils 238 bezeichnet. Das Absperrventil 234 umfasst eine Magnetspule 240 (12), die durch eine in 12 gezeigte elektronische Steuereinheit (ECU) 242 gesteuert wird. Die ECU 242 ist im Aufbau im Wesentlich identisch mit der ersten Ausführungsform verwendeten ECU 200, die in der ersten Ausführungsform verwendet wird.
Die vorgenannte Druckdifferenz am ersten Sperrventil 238 ist der Fluiddruck in der vorderen Druckkammer 36 abzüglich des Fluiddrucks in der hinteren Druckkammer 50. Wenn diese Druckdifferenz kleiner ist als die vorgenannte Öffnungsdruckdifferenz (der Schwellwert), die ungleich null ist, blockiert das erste Sperrventil 238 eine Fluidströmung in die andere Richtung zwischen der vorderen Druckkammer 36 und der hinteren Druckkammer 50. Wenn die Druckdifferenz die Öffnungsdruckdifferenz überschreitet, macht das erste Sperrventil 238 auf und gestattet eine Fluidströmung von der vorderen Druckkammer 36 in die hintere Druckkammer 50, wodurch die Druckdifferenz unter die Öffnungsdruckdifferenz abfällt und das erste Sperrventil 238 wieder geschlossen wird. Die Druckerhöhungsvorrichtung 230 weist weiter eine Überbrückungsleitung 246 auf, die das erste Sperrventil 238 überbrückt. Diese Überbrückungsleitung 246 ist mit einem zweiten Sperrventil 248 versehen, dessen Öffnungsdruckdifferenz im Wesentlichen gleich null ist. Das zweite Sperrventil 248 ermöglicht eine Fluidströmung in eine Richtung vom Ausgleichsbehälter 58 zur vorderen Druckkammer 36 und blockiert eine Fluidströmung in die andere Richtung.
Im ROM eines Computers der ECU 242 sind Programme zur Ausführung einer Bremswirkungskennliniensteuerroutine und einer Antiblockierdruckregelungsroutine gespeichert. Die Bremswirkungskennliniensteuerroutine in der zweiten Ausführungsform enthält Schritte, die identisch sind mit den Schritten S1 und S2 in 5 der ersten Ausführungsform, und Schritte, die den Schritten S3 und S4 in 5 zwar entsprechen, aber verschieden sind. Die Druckerhöhungssteuerungssubroutine und die Beendigungssubroutine in der zweiten Ausführungsform sind im Einzelnen in den Flussschemata der 13 bzw. 14 dargestellt. Die Antiblockierdruckregelungsroutine in der zweiten Ausführungsform ist identisch mit derjenigen der ersten Ausführungsform.
Die Druckerhöhungssteuerungssubroutine in 13 beginnt mit dem Schritt S101, um zu bestimmen, ob das Druckerhöhungspumpensystem der Druckerhöhungsvorrichtung 230, das die Druckerhöhungspumpe 66 und den Pumpenmotor 68 umfasst, normal funktioniert, d. h. ob der Fluiddruck in der hinteren Druckkammer 50 durch einen Antrieb der Druckerhöhungspumpe 66 erhöht werden kann. Die Bestimmung im Schritt S101 erfolgt beispielsweise dadurch, dass geprüft wird, ob der Pumpenmotor 68 normal betätigt werden kann, d. h. ob keine elektrische Unterbrechung oder kein Kurzschluss vorliegt. Wenn im Schritt S101 eine positive Antwort (JA) erhalten wird, geht die Routine zum Schritt S102, um in derselben Weise, wie es vorstehend im Zusammenhang mit dem Schritt S21 in 6 beschrieben wurde, in Abhängigkeit von der momentan erfassten Bremsbetätigungskraft F den Solldruckerhöhungsbetrag ΔP des Fluids in der hinteren Druckkammer 50 zu bestimmen. Dann geht die Routine zum Schritt S103, um in derselben Weise, wie es vorstehend im Zusammenhang mit dem Schritt S22 beschrieben wurde, den an die Magnetspule 84 des Druckregelventils 70 anzulegenden Sollstromwert I* in Abhängigkeit von dem bestimmten Solldruckerhöhungsbetrag ΔP zu bestimmen. Auf den Schritt S103 folgt der Schritt S104, um den Strom I des bestimmten Sollstromwerts I* an die Magnetspule 84 anzulegen. Anschließend wird der Schritt S105 ausgeführt, um die Magnetspule 240 des Absperrventils 234 abzuerregen und damit das Absperrventil 234 zu schließen. Auf den Schritt S105 folgt der Schritt S106, um den Pumpenmotor 68 einzuschalten und dadurch der Fluiddruck in der hinteren Druckkammer 50 um den Solldruckerhöhungsbetrag ΔP zu erhöhen. Damit ist ein Ausführungszyklus der Subroutine in 13 beendet.
Im Falle einer Fehlfunktion des Druckerhöhungspumpensystems der Druckerhöhungsvorrichtung 230 wird im Schritt S101 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten, woraufhin die Routine zum Schritt S107 geht, um die Magnetspule 84 des Druckregelventils 70 zu erregen und damit das Druckregelventil 70 zu schließen, wodurch der Fluiddruck in der hinteren Druckkammer 50, die durch das geschlossen Druckregelventil vom Ausgleichsbehälter 58 getrennt ist, erhöht werden kann. Dann geht die Routine zum Schritt S108, um die Magnetspule 240 des Absperrventils 234 zu erregen und damit das Absperrventil 234 zu öffnen.
Im geöffneten Zustand des Absperrventils 234 kann das Druckfluid von der vorderen Druckkammer 36 in die hintere Druckkammer 50 strömen, wenn der Fluiddruck in der Kammer 36 um mehr als die Öffnungsdruckdifferenz des ersten Sperrventils 238 über dem Fluiddruck in der Kammer 50 liegt. So lange wie die Druckdifferenz zwischen den Kammern 36, 50 kleiner ist als die Öffnungsdruckdifferenz des ersten Sperrventils 238, wird eine Fluidströmung von der Kammer 36 in die Kammer 50 durch das geschlossene erste Sperrventil 238 blockiert, wodurch der Fluiddruck in der Kammer 50 durch den Fluiddruck in der Kammer 36 nicht erhöht werden kann. Dementsprechend wird der Hauptzylinder 220 allein durch die Ausgangskraft betätigt, die vom Bremskraftverstärker 12 erhalten wird, wobei das durch ein Ausfahren des ersten Druckkolbens 32 unter Druck gesetzte Fluid in der Kammer 36 den Radbremszylindern 92 zugeführt wird, ohne dass ein Fluid von der Kammer 36 in die Kammer 50 strömen würde. Auf diese Weise wird eine rasche Befüllung der Radbremszylinder 92 sichergestellt und damit einer Verschlechterung des durch das Bremspedal 10 vermittelten Betätigungsgefühls entgegengewirkt, was andernfalls infolge eines langsamen Anstiegs des Radbremszylinderdrucks P_B mit einer Zunahme der Betätigungsgröße des Bremspedals 10 geschehen könnte, wenn das Bremspedal 10 relativ rasch betätigt wird. Nachdem die Fluiddruckdifferenz zwischen den Kammern 36, 50 die Öffnungsdruckdifferenz des ersten Sperrventils 238 überschritten hat als Folge einer weiteren Betätigung des Bremspedals 10, kann das Druckfluid aus der Kammer 36 in die Kammer 50 einströmen, wodurch der Fluiddruck in der Kammer 50 steigt und der Hauptzylinder 220 nicht nur durch den Bremskraftverstärker 12 sondern auch durch den Fluiddruck in der ersten Druckkammer 36 des Hauptzylinders 220 per se betätigt wird. Diese Ausgestaltung erlaubt eine Erhöhung des Fluiddrucks in der hinteren Druckkammer 50 im Falle eines Ausfalls oder Defekts des Druckerhöhungspumpensystems der Druckerhöhungsvorrichtung 230, d. h. im Falle eines Ausfalls oder Defekts der Druckerhöhungsvorrichtung 230 zur Erhöhung des Hauptzylinderdrucks P_M durch eine elektrische Steuerung der Druckerhöhungsvorrichtung 230. Dementsprechend kann die vorliegende Bremsanlage selbst im Falle eines Defekts der elektrisch gesteuerten Druckerhöhungsvorrichtung 230 betätigt werden, um die beabsichtigte Bremsung durchzuführen.
Wenn das Volumen der vorderen Druckkammer 36 mit einer hohen Geschwindigkeit zunimmt, wenn das Bremspedal 10 rasch wieder in Richtung seiner unbetätigten Stellung gelöst wird, kann das über das Sperrventil 76 und das zweite Sperrventil 248, deren Öffnungsdruckdifferenzen im Wesentlichen gleich null betragen, und über den Anschluss 222 und die Verbindungsleitung 224 aus dem Ausgleichsbehälter 58 in die Kammer 36 strömen, wodurch ein Absinken des Fluiddrucks in der Kammer 36 unter den Atmosphärendruck auch dann verhindert wird, wenn das Bremspedal 10 rasch gelöst wird.
Die Beendigungssubroutine in 14 andererseits beginnt mit dem Schritt S121, um die Magnetspule 84 des Druckregelventils 70 abzuerregen und dadurch das Druckregelventil 70 zu öffnen. Dann wird der Schritt S122 durchgeführt, um die Magnetspule 240 des Absperrventils 238 abzuerregen und dadurch das Absperrventil 238 zu schließen. Dementsprechend wird die vordere Druckkammer 36 sowohl von der hinteren Druckkammer 50 als auch vom Ausgleichsbehälter 58 getrennt. Anschließend geht die Routine zum Schritt S123, um den Pumpenmotor 68 auszuschalten. Damit ist ein Ausführungszyklus der Subroutine in 14 beendet.
Anhand der 15 bis 17 wird nun eine Bremsanlage gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. In der dritten Ausführungsform werden zur Angabe derselben Bauelemente wie in der zweiten Ausführungsform dieselben Bezugszeichen verwendet; eine erneute Beschreibung unterbleibt daher. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform nur in der Druckerhöhungsvorrichtung, die nachstehend ausführlich beschrieben wird.
Zur Erhöhung des Fluiddrucks P_M im Hauptzylinder 220 zum Zweck der Bremswirkungskennliniensteuerung weist die zweite Ausführungsform einen ersten Druckerhöhungsabschnitt, der die Druckerhöhungspumpe 66 umfasst, und einen zweiten Druckerhöhungsabschnitt auf, der die Verbindungsfluidleitung 232 zur Verbindung der Druckkammern 36 und 50 umfasst und im Falle eins Ausfalls oder Defekts der ersten Druckerhöhungsabschnitts aktiviert wird. Die vorliegende dritte Ausführungsform beinhaltet jedoch nur einen einzigen Druckerhöhungsabschnitt, der dem zweiten Druckerhöhungsabschnitt der zweiten Ausführungsform entspricht, aber immer dann aktiviert wird, wenn die Druckerhöhungssteuerungssubroutine durchgeführt wird.
Wie es in 15 gezeigt ist, verwendet die Bremsanlage gemäß der dritten Ausführungsform eine Druckerhöhungsvorrichtung 260, die die Druckerhöhungspumpe 66, den Motor 68 und das Druckregelventil 70 nicht mehr enthält, die in der zweiten Ausführungsform noch verwendet wurden. Die Druckerhöhungsvorrichtung 260 umfasst anstelle des Druckregelventils 70 ein magnetbetätigtes Unterbrechungsventil 262. Das Unterbrechungsventil 262, das normalerweise geöffnet ist, wird mit Erregung der Magnetspule 264 (16) geschlossen. Die Magnetspule 264 wird durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) 268 gesteuert, wie es in 16 angegeben ist.
Im ROM eines Computers der ECU 268 sind Programme zum Ausführen einer Bremswirkungskennliniensteuerroutine und einer Antiblockierdruckregelungsroutine gespeichert. Die Bremswirkungskennliniensteuerroutine in der dritten Ausführungsform enthält Schritte, die mit den Schritten S1 und S2 in 5 identisch sind 5, und Schritte, die den Schritten S3 und S4 in 5 zwar entsprechen, aber verschieden sind. Die Druckerhöhungssteuerungssubroutine und die Beendigungssubroutine der dritten Ausführungsform sind in den Flussschemata der 17 bzw. 18 veranschaulicht. Die Antiblockierdruckregelungsroutine in der dritten Ausführungsform ist identisch mit derjenigen der ersten und zweiten Ausführungsform.
Die Bremswirkungskennliniensteuerroutine in 17 beginnt mit dem Schritt S201, um die Magnetspule 264 des Unterbrechungsventils 262 zu erregen und damit das Unterbrechungsventil 262 zu schließen, wodurch der Fluiddruck in der hinteren Druckkammer 50 durch das in der vorderen Druckkammer 36 unter Druck gesetzte Fluid erhöht werden kann. Dann geht die Routine zum Schritt S202, um die Magnetspule 240 des Absperrventils 234 zu erregen und damit das Absperrventil 234 zu öffnen, wodurch der Fluiddruck in der Kammer 50 durch den Fluiddruck in der Kammer 36 erhöht werden kann, wenn die Druckdifferenz zwischen den Kammern 36, 50 größer ist als die Öffnungsdruckdifferenz des ersten Sperrventils 238. Damit ist ein Ausführungszyklus der Subroutine 17 beendet.
Die Beendigungssubroutine in 18 andererseits beginnt mit dem Schritt S221, um die Magnetspule 264 des Unterbrechungsventils 262 abzuerregen und dadurch das Unterbrechungsventil 262 zu öffnen, wodurch eine Fluidströmung zwischen der Kammer 50 und dem Ausgleichsbehälter 58 in beide Richtungen ermöglicht ist. Anschließend wird der Schritt S222 ausgeführt, um die Magnetspule 240 des Absperrventils 234 abzuerregen und dadurch das Absperrventil 234 zu schließen, wodurch die Kammer 36 sowohl von der Kammer 50 als auch vom Ausgleichsbehälter 58 getrennt wird. Damit ist ein Ausführungszyklus der Beendigungssubroutine in 18 beendet.
Anhand der 19 bis 22 wird nun eine Bremsanlage gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. In der vierten Ausführungsform werden zur Angabe derselben Bauelemente wie in der ersten Ausführungsform dieselben Bezugszeichen verwendet; eine erneute Beschreibung unterbleibt daher. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nur in der Druckerhöhungsvorrichtung, die nachstehend ausführlich beschrieben wird.
Während die erste Ausführungsform so ausgelegt ist, dass die Druckerhöhungspumpe 66 betätigt wird, um das Fluid in der hinteren Druckkammer 50 unter Druck zu setzen, ist die vorliegende vierte Ausführungsform so ausgestaltet, dass das Fluid in der hinteren Druckkammer 50 mit Hilfe eines Steuerkolbens unter Druck gesetzt wird, der mittels eines Druckerhöhungsmotors linear verfahren wird.
Gemäß 19 verwendet die Bremsanlage im Einzelnen eine Druckerhöhungsvorrichtung 300, die einen Hydraulikzylinder 302 umfasst. Der Hydraulikzylinder 302 hat ein zylindrisches Gehäuse 304 und einen im Gehäuse 304 im Wesentlichen fluiddicht und verschiebbar aufgenommenen Steuerkolben 306. Der Steuerkolben 306 und das Gehäuse 304 definierend gemeinsam eine Steuerdruckkammer 308, wodurch der Fluiddruck in der Steuerdruckkammer 308 mit einem Ausfahren des Steuerkolbens 306 erhöht wird. Die Steuerdruckkammer 308 steht in Verbindung mit der hinteren Druckkammer 50 des Hauptzylinders 14. Das Gehäuse 304 hat einen durch seine zylindrische Wand hindurch ausgebildeten Steueranschluss 310. Die Position des Steueranschlusses 310 in Axialrichtung des Gehäuses 304 wird so bestimmt, dass der Steueranschluss 310 während einer axialen Bewegung des Steuerkolbens 306 von diesem geschlossen werden kann. In der in 19 gezeigten ursprünglichen oder Ausgangsposition des Steuerkolbens 306 ist der Steueranschluss 310 geöffnet und nicht von der Außenumfangsfläche des Steuerkolbens 306 geschlossen. Wenn der Steuerkolben 306 um einen vorgegebenen Weg aus seiner Ausgangsposition heraus verfahren wird, wird der Steuerabschnitt 310 durch den Steuerkolben 306 ge schlossen. Der Steueranschluss 310 ist mit dem Ausgleichsbehälter 58 verbunden.
Die Druckerhöhungsvorrichtung 300 weist weiter einen elektrischen Druckerhöhungsmotor 312, eine Drehzahlreduziereinrichtung 314 und eine Kugelumlaufspindel 316 auf.
Der elektrische Druckerhöhungsmotor 312 wird durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) 318 gesteuert, die in 20 gezeigt ist.
Wie es in 19 gezeigt ist, hat die Kugelumlaufspindel 316 einen Außengewindeabschnitt 322, der über dazwischen angeordnete Kugeln 320 mit einem Innengewindeteil in Form einer Mutter 324 in der Weise in Eingriff steht, dass die Kugeln 320 um den Gewindeabschnitt 322 laufen. Der Außengewindeabschnitt 322 ist über eine geeignete Anordnung in der Weise gelagert, dass der Gewindeabschnitt 322 zwar axial verschiebbar jedoch drehfest ist, während die Mutter 324 über eine geeignete Anordnung in der Weise gelagert ist, dass sie zwar drehbar, jedoch axial feststehend ist. Eine Drehbewegung der durch den Elektromotor 312 angetriebenen Mutter 324 wird dementsprechend in eine Linear- oder Axialbewegung des Außengewindeabschnitts 322 umgewandelt. Da der Steuerkolben 306 als eine Einheit mit dem Außengewindeabschnitt 322 ausgebildet ist, wird der Steuerkolben 306 mit einer axialen Bewegung des Gewindeabschnitts 322 axial verfahren, wodurch sich das Volumen der Steuerdruckkammer 308 ändert. Die Kugelumlaufspindel 316 und die Mutter 324 stellen damit einen Bewegungswandler zum Umwandeln einer Drehbewegung des Elektromotors 312 in eine Linearbewegung des Steuerkolbens 306 dar.
Die Drehzahlreduziereinrichtung 314 ist zwischen die Mutter 324 und die Ausgangswelle des Elektromotors 312 geschaltet. Die Drehzahlreduziereinrichtung 314 weist ein mit der Ausgangswelle des Motors 312 drehendes Rad 326 mit kleiner Zähnezahl und ein mit der Mutter 324 drehendes und mit dem Rad 324 mit kleiner Zähnezahl kämmendes Rad 328 mit hoher Zähnezahl auf. In dieser Anordnung wird die Drehkraft des Motors 312 durch die Drehzahlreduziereinrichtung 314 vergrößert, bevor sie auf die Mutter 324 übertragen wird.
In die Ausgangswelle des Druckerhöhungsmotors 312 ist eine Kupplung 330 geschaltet, die die Funktion hat, eine Einfahrbewegung des Steuerkolbens 308 mechanisch zu verhindern, um ein Absenken des Fluiddrucks in der Steuerdruckkammer 308 zu verhindern, wenn der Motor 312 aberregt wird.
Die Druckerhöhungsvorrichtung 300 weist eine Überbrückungsleitung 332 auf, die die Steuerdruckkammer 308 des Hydraulikzylinders 302 überbrückt. Die Überbrückungsleitung 332 ist mit einem Sperrventil 334 versehen, dessen Öffnungsdruckdifferenz im Wesentlichen gleich null beträgt. Wie das in der ersten Ausführungsform vorgesehene Sperrventil 76 ermöglicht das Sperrventil 334 eine Fluidströmung in eine Richtung vom Ausgleichsbehälter 58 zur hinteren Druckkammer 50 und blockiert eine Fluidströmung in die andere Richtung.
Im ROM eines Computers der ECU 318 sind Programme zum Ausführen einer Bremswirkungskennliniensteuerroutine und einer Antiblockierdruckregelungsroutine gespeichert. Die Bremswirkungskennliniensteuerroutine in der vierten Ausführungsform enthält Schritte, die identisch sind mit den Schritten S1 und S2 in 5 der ersten Ausführungsform, und Schritte, die zwar den Schritten S3 und S4 in 5 entsprechen, aber verschieden sind. Die Druckerhöhungssteuerungssubroutine und die Beendigungssubroutine in der vierten Ausführungsform sind im Einzelnen in den Flussschemata der 21 bzw. 22 veranschaulicht. Die Antiblockierdruckregelungsroutine in der vierten Ausführungsform ist identisch mit derjenigen in der ersten Ausführungsform.
Die Druckerhöhungssteuerungssubroutine in 21 beginnt mit dem Schritt S301, um in der gleichen Weise wie im Schritt S21 den Sollbetrag ΔP für die Erhöhung des Fluiddrucks in der hinteren Druckkammer 50 in Abhängigkeit von der momentan erfassten Bremsbetätigungskraft F zu bestimmen. Dann wird der Schritt S302 ausgeführt, um den Solldrehwinkel Δθ des Druckerhöhungsmotors 312 zu bestimmen, der notwendig ist, um den Sollbetrag ΔP zu erhalten. Die vorgegebene Beziehung zwischen dem Solldruckerhöhungsbetrag ΔP und dem Solldrehwinkel Δθ ist im ROM des Computers der ECU 318 gespeichert. Der Solldrehwinkel Δθ wird auf der Grundlage des Solldruckerhöhungsbetrags ΔP und gemäß der vorgegebenen ΔP-Δθ-Beziehung bestimmt. Anschließend geht die Routine zum Schritt S303, um den Sollwert IM* für den an den Druckerhöhungsmotor 312 anzulegenden Strom IM zu bestimmen, der erforderlich ist, um die Ausgangswelle des Motors 312 um den Solldrehwinkel Δθ zu drehen. Die vorgegebene Beziehung zwischen dem Solldrehwinkel Δθ und dem Sollstromwert IM* ist im ROM gespeichert. Der Sollstromwert IM* wird auf der Grundlage des Solldrehwinkels Δθ und gemäß der vorgegebenen IM*-Δθ-Beziehung bestimmt. Auf den Schritt S303 folgt der Schritt S304, um den Strom IM des Sollwerts IM* an den Druckerhöhungsmotor 312 anzulegen, wodurch der Motor 312 entsprechend dem Solldrehwinkel Δθ betätigt wird. Im Ergebnis werden der Fluiddruck in der Steuerdruckkammer 308 und daher der Fluiddruck in der hinteren Druckkammer 50 um den Solldruckerhöhungsbetrag ΔP erhöht. Dementsprechend wird der erste Druckkolben 32 ausgefahren, um den Fluiddruck im Hauptzylinder 14 zu erhöhen. Damit ist ein Ausführungszyklus der Subroutine in 21 beendet.
Die Beendigungssubroutine in 22 andererseits besteht aus dem einzigen Schritt S321, in dem der Druckerhöhungsmotor 312 in umgekehrter Richtung wieder in seine Anfangs- oder Ausgangsposition zurückgefahren und abgeschaltet wird. Damit ist ein Ausführungszyklus der Subroutine in 22 beendet.
Anhand der 23 und 24 wird nun eine fünfte Ausführungsform der Erfindung beschrieben, die abgesehen von der Verwendung eines Hauptzylinderdrucksensors 350 anstelle des Bremsbetätigungskraftsensors 204 identisch ist mit der ersten Ausführungsform. Im Folgenden wird nur der Unterschied der fünften Ausführungsform gegenüber der ersten Ausführungsform beschrieben.
In der Bremsanlage der ersten Ausführungsform wird die Bremsbetätigungskraft F als eine physikalische Größe zur Steuerung der Druckerhöhungsvorrichtung 64 herangezogen. Die Bremsbetätigungskraft F ist ein Beispiel für eine physikalische Größe eines Bauelements, das in Richtung der Kraftübertragung vom Bremspedal 10 zum Hauptzylinder 14 vor der Druckerhöhungsvorrichtung 64 angeordnet sind. In der vorliegenden fünften Ausführungsform wird der Hauptzylinderdruck P_M als physikalische Größe zur Steuerung der Druckerhöhungsvorrichtung 64 herangezogen. Der Druck P_M ist eine physikalische Größe eines Bauelements (des Hauptzylinders 14), das nach der Druckerhöhungsvorrichtung angeordnet ist. Wie es in 23 gezeigt ist, wird der Hauptzylinderdruck P_M durch den mit einer elektronischen Steuervorrichtung (ECU) 352 verbundenen Hauptzylinderdrucksensor 350 erfasst.
Im ROM eines Computers der ECU 352 sind Programme zum Ausführen einer Bremswirkungskennliniensteuerroutine und Antiblockierdruckregelungsroutine gespeichert. Die Bremswirkungskennliniensteuerroutine in der fünften Ausführungsform enthält Schritte, die zwar den Schritten S1–S3 in 5 entsprechen, aber verschieden sind, und einen Schritt, der identisch ist mit dem Schritt S4 in 5. Die Bremswirkungskennliniensteuerroutine in der fünften Ausführungsform ist im Einzelnen im Flussschema in 24 veranschaulicht. Die Antiblockierdruckregelungsroutine in der fünften Ausführungsform ist identisch mit derjenigen in der ersten Ausführungsform.
Die Bremswirkungskennliniensteuerroutine in 24 wird jedes Mal dann wiederholt, wenn der Zündschalter des Fahrzeugs eingeschaltet wird. Jeder Ausführungszyklus der Routine beginnt mit dem Schritt S351, um den Fluiddruck P_M im Hauptzylinder 14 auf der Grundlage eines durch den Hauptzylinderdrucksensor 350 erzeugten Hauptzylinderdrucksignals zu bestimmen. Anschließend geht die Routine zum Schritt S352, um zu bestimmen, ob der erfasste Hauptzylinderdruck P_M auf einen vorgegebenen Schwellwert P_TH angestiegen ist, der dem in der ersten Ausführungsform verwendeten Schwellwert F_TH entspricht. Wenn im Schritt S352 eine positive Antwort (JA) erhalten wird, geht die Routine zum Schritt S353, in dem die Druckerhöhungssteuerungssubroutine ausgeführt wird. Wenn im Schritt S352 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, geht die Routine zum Schritt S354, in dem in derselben Weise wie im Schritt S4 die Beendigungssubroutine ausgeführt wird. Damit ist ein Ausführungszyklus der Bremswirkungskennliniensteuerroutine beendet.
In der vorliegenden fünften Ausführungsform wird die Druckerhöhungsvorrichtung 64 auf der Grundlage des erfassten Hauptzylinderdrucks P_M gesteuert, der eine physikalische Größe ist, die unter dem Einfluss der Druckerhöhungssteuerung durch die Druckerhöhungsvorrichtung 64 steht. In diesem Aspekt unterscheidet sich die fünfte Ausführungsform von der ersten Ausführungsform, in der die Druckerhöhungsvorrichtung 64 auf der Grundlage der erfassten Bremsbetätigungskraft F gesteuert wird, die eine physikalische Größe ist, die nicht unter dem Einfluss der Druckerhöhungssteuerung steht. Obwohl die Druckerhöhungssteuerungssubroutine im Schritt S353 in der fünften Ausführungsform im Wesentlichen mit derjenigen in 6 in der ersten Ausführungsform übereinstimmt, unterscheidet sich die Druckerhöhungssteuerungssubroutine des Schritts S353 von der Subroutine in
6 darin, dass der Hauptzylinderdruck P_M anstelle der Bremsbetätigungskraft F verwendet wird, wie es nachstehend noch ausführlich beschrieben wird.
In der ersten Ausführungsform, in der die Druckerhöhungsvorrichtung 64 auf der Grundlage der erfassten Bremsbetätigungskraft F gesteuert wird, kann der Hauptzylinderdruck P_M, wenn die Druckerhöhungssteuerung durch die Druckerhöhungsvorrichtung 64 nicht ausgeführt wird, aus der erfassten Bremsbetätigungskraft F abgeschätzt werden. In der vorliegenden fünften Ausführungsform, in der die Druckerhöhungsvorrichtung 64 auf der Grundlage des erfassten Hauptzylinderdrucks P_M gesteuert wird, kann der Druck P_M als eine Größe verwendet werden, die der Bremsbetätigungskraft F entspricht, jedoch nur bevor die Druckerhöhungssteuerung durch die Druckerhöhungsvorrichtung 64 eingeleitet wird. Nach Einleitung der Druckerhöhungssteuerung kann der erfasste Hauptzylinderdruck P_M nicht mehr als eine Größe entsprechend der Bremsbetätigungskraft F verwendet werden. Es besteht jedoch eine bestimmte Beziehung zwischen dem erfassten Hauptzylinderdruck P_M, der von der Druckerhöhungssteuerung beeinflusst wird, und dem Hauptzylinderdruck P_M, der von der Druckerhöhungssteuerung nicht beeinflusst wird (d. h. dem Hauptzylinderdruck P_M, wenn keine Druckerhöhung ausgeführt wird). In der vorliegenden fünften Ausführungsform wird diese Beziehung herangezogen, um den Wert des Hauptzylinderdrucks P_M abzuschätzen, bei dem die Druckerhö hungssteuerung ausgeführt wird, und den Solldruckerhöhungsbetrag ΔP auf der Grundlage des Schätzwerts des Hauptzylinderdrucks P_M zu bestimmen.
Zu beachten gilt, dass das Arbeitsfluid (im Hauptzylinder 14), dessen Druck P_M durch den Hauptzylinderdrucksensor 350 erfasst wird, einen gewissen Grad an Vibrationsdämpfeigenschaft aufweist. Denn das Ausgangssignal des Hauptzylinderdruckssensors 350, das den Hauptzylinderdruck P_M angibt, kann relativ einfach geglättet werden, um eine äußere Störung bzw. ein Rauschen in Form einer Druckpulsation des Fluids im Hauptzylinder 14 zu beseitigen. Andererseits kann das Ausgangssignal des Bremsbetätigungskraftsensors 240, das die Bremsbetätigungskraft F angibt, ohne eine besondere Anordnung zur Beseitigigung einer Vibration der Kraft F nicht so einfach geglättet werden. Diesbezüglich kann die vom Fahrzeugführer gewünschte Bremskraft durch den Hauptzylinderdrucksensor 350 genauer erfasst werden als durch den Bremsbetätigungskraftsensor 240.
Wie die anderen Sensoren, die im Kraftfahrzeug vorgesehen sind, wird der Hauptzylinderdrucksensor 350 vorzugsweise einer Anfangsdiagnose unterzogen, bevor die Bremswirkungskennliniensteuerroutine nach dem Einschalten des Zündschalters eingeleitet wird. Die Anfangsdiagnose beinhaltet nicht nur statische Diagnoseüberprüfungen auf eine elektrische Unterbrechung, einen Kurzschluss, etc. des Sensors 350, sondern auch eine dynamische Diagnoseüberprüfung zur Erkennung der Beziehung zwischen den Ist- und Erfassungswerten des Hauptzylinderdrucks P_M. Die dynamische Diagnoseüberprüfung des Hauptzylinderdrucksensors 350 ist mit der vorliegenden Bremsanlage möglich, in der der Hauptzylinder 14, d. h. der erste Druckkolben 32, durch Einspeisen eines Hydraulikdrucks in die hintere Druckkammer 50 im Betrieb der Druckerhöhungsvorrichtung 64, an einer Stelle vor dem Hauptzylinder 14 aktiviert werden kann. In einer Bremsanlage, in der der Hauptzylinderdruck an einer Stelle nach dem Hauptzylinder 14 erhöht wird, ist solche eine dynamische Diagnoseüberprüfung nicht möglich, bevor das Bremsbetätigungsteil tatsächlich betätigt wird.
In der vorliegenden fünften Ausführungsform entspricht der durch den Hauptzylinderdrucksensor 350 erfasste Hauptzylinderdruck P_M im Wesentlichen dem Radbremszylinderdruck P_B. Dementsprechend kann der Drucksensor 350 zum Erfassen des Radbremszylinderdrucks P_B herangezogen werden, wodurch in der vorliegenden Ausführungsform die Genauigkeit der Regelung/Steuerung des Radbremszylinderdrucks P_B im Gegensatz zu einer Bremsanlage, in der sich der Radbremszylinderdruck nicht erfassen lässt, leicht erhöht werden kann.
Anhand der 25 bis 31 wird nun eine Bremsanlage gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. In der sechsten Ausführungsform werden zur Angabe derselben Bauelemente wie in der ersten Ausführungsform dieselben Bezugszeichen verwendet; eine erneute Beschreibung unterbleibt daher. Die sechste Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nur in der Druckerhöhungsvorrichtung, die nachstehend ausführlich beschrieben wird.
Wie vorstehend erwähnt, ist die erste Ausführungsform so ausgestaltet, dass der Pumpenmotor 68 als Antriebskraftquelle zum Antrieb einer Hydraulikpumpe in Form der Druckerhöhungspumpe 66 in der Druckerhöhungsvorrichtung 64 verwendet wird, um das Fluid in der hinteren Druckkammer 50 unter Druck zu setzen. Andererseits wird in der vorliegenden sechsten Ausführungsform eine Druckerhöhungsvorrichtung 370 verwendet, die den Unterdruck im Ansaugkrümmer der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs als Antriebskraftquelle zum Antrieb einer Vakuumpumpe 374 nutzt, um eine Pumpwirkung zu bewirken, die das Fluid in der hinteren Druckkammer 50 unter Druck zu setzt.
Die Vakuumpumpe 374 weist ein Gehäuse 376 mit einer abgestuften zylindrischen Bohrung auf, die einen Abschnitt 378 mit großem Durchmesser und einen Abschnitt 380 mit kleinem Durchmesser hat, die konzentrisch angeordnet sind. Im Abschnitt 380 mit kleinem Durchmesser ist ein Tauchkolben 382 im Wesentlichen fluiddicht und verschiebbar in der Weise aufgenommen, dass der Tauchkolben 382 im Zusammenwirken mit dem Abschnitt 380 mit kleinem Durchmesser eine Pumpenkammer 384 vor dem Tauchkolben 382 definiert. Die Pumpenkammer 384, die mit Arbeitsfluid befüllt ist, ist über ein Förderventil 386 bzw. ein Saugventil 388 mit der hinteren Druckkammer 50 und dem Ausgleichsbehälter 58 verbunden. Das Förderventil 386 ist ein Sperrventil, das eine Fluidströmung in eine Richtung von der Pumpenkammer 384 zur hinteren Druckkammer 50 gestattet und eine Fluidströmung in die andere Richtung blockiert. Das Saugventil 388 gestattet eine Fluidströmung in eine Richtung vom Ausgleichsbehälter 58 zur Pumpenkammer 384 und blockiert die Fluidströmung in die andere Richtung. In dieser Anordnung wird das Fluid, das bei einem Ausfahren des Tauchkolbens 382 und einer Verkleinerung des Volumens der Pumpenkammer 384 unter Druck gesetzt wird, allein der hinteren Druckkammer 50 zugeleitet, und es kann allein das Fluid aus dem Ausgleichsbehälter 58 in die Pumpenkammer 384 gesaugt werden, wenn der Tauchkolben 382 zur Vergrößerung des Volumens der Pumpenkammer 384 eingefahren wird.
Der Raum im Abschnitt 378 mit großem Durchmesser der zylindrischen Bohrung im Gehäuse 376 ist durch eine Membran 390 in eine Arbeitsdruckkammer 392 und eine Atmosphärendruckkammer 394 unterteilt. Die Arbeitsdruckkammer 392 ist mit einem Dreiwegeventil 391 verbunden, während die Atmosphärendruckkammer 394 der Atmosphäre ausgesetzt ist. Die Membran 390 liegt an ihrer Außenumfangsfläche luftdicht und verschiebbar an der Innenumfangsfläche des Abschnitts 378 mit großem Durchmesser an und sitzt an ihrer Innenumfangsfläche luftdicht und fest auf der Außenumfangsfläche eines Vorsprungs 396 des Tauchkolbens 382, der sich ausgehend vom Abschnitt 380 mit kleinem Durchmesser erstreckt. In der Arbeitsdruckkammer 392 ist eine Rückstellfeder 398 angeordnet, die den Tauchkolben 382 und die Membran 390 in Richtung der in 25 gezeigten Ausgangsposition vorspannt Der Vorsprung 396 des Tauchkolbens 382 weist ein Führungsloch 400 auf, in das ein am Gehäuse 376 befestigter Führungsschaft 402 verschiebbar eingreift, wodurch der Tauchkolben 382 über den Führungsschaft 402 eine axiale Führung erhält. Der Raum innerhalb des Abschnitts 378 mit großem Durchmesser wird somit effektiv zur Führung des Tauchkolbens 382 genutzt, wodurch die erforderliche axiale Dimension der Vakuumpumpe 374 minimal gehalten wird.
Das vorgenannte Dreiwegeventil 391 hat einen ersten, zweiten und dritten Anschluss 410, 412, 414 sowie eine Magnetspule 416 (26). Im aberregten Zustand der Magnetspule 416 befindet sich das Dreiwegeventil 391 in einem ersten Zustand, in dem der erste Anschluss 410 mit dem zweiten Anschluss 412, jedoch nicht mit dem dritten Anschluss 414 verbunden ist. Im erregten Zustand der Magnetspule 416 befindet sich das Dreiwegeventil 391 in einem zweiten Zustand, in dem der erste Anschluss 410 mit dem dritten Anschluss 414, jedoch nicht mit dem zweiten Anschluss 412 verbunden ist. Der erste, zweite und dritte Anschluss 410, 412, 414 ist mit der Arbeitsdruckkammer 392, der Atmosphäre bzw. dem Ansaugkrümmer (angegeben als I/MF in 25) verbunden. Im ersten Zustand des Dreiwegeventils 391 steht dementsprechend der Atmosphärendruck an der Arbeitsdruckkammer 392 an mit der Folge, dass der Tauchkolben 382 eingefahren und das Volumen der Pumpenkammer 384 groß ist. Im zweiten Zustand Ventils 391 wird der Unterdruck des Ansaugkrümmers in die Arbeitsdruckkammer 392 eingespeist mit der Folge, dass der Tauchkolben 382 ausgefahren und das Volumen der Pumpenkammer 384 verkleinert wird. Wie es nachstehend noch ausführlich beschrieben wird, wird die Magnetspule 416 während der Ausführung einer Bremswirkungskennliniensteuerroutine abwechselnd erregt und aberregt. Im Ergebnis werden wechselweise der Atmosphärendruck und der Unterdruck in die Arbeitsdruckkammer 392 eingespeist, wodurch die Membran 390 aufgrund der wechselnden Änderung der Differenz zwischen den Drücken in der Arbeits druckkammer 392 und der Atmosphärendruckkammer 394 hin- und herbewegt wird. Im ersten Zustand des Dreiwegeventils 391, in dem die Magnetspule 416 aberregt ist, wird der Tauchkolben 382 mit der Membran 390 eingefahren, wodurch aus dem Ausgleichsbehälter 58 geführtes Fluid in die Pumpenkammer 384 gesaugt wird. Im zweiten Zustand des Ventils 391, in dem die Magnetspule 416 erregt wird, wird der Tauchkolben 382 mit der Membran 390 ausgefahren, wodurch das in der Pumpenkammer 384 unter Druck gesetzte Fluid in die hintere Druckkammer 50 gefördert wird.
Somit wird die Vakuumpumpe 374 zur Ausführung eines Pumpbetriebs zur intermittierenden Erhöhung des Fluiddrucks in der hinteren Druckkammer 50 angetrieben.
Die in der vorliegenden sechsten Ausführungsform verwendete Druckerhöhungsvorrichtung 70 umfasst somit die Vakuumpumpe 374, das Dreiwegeventil 391, das Förderventil 386 und das Saugventil 388, während die Vakuumpumpe 374 zum Einen die Membran 390 und zum Anderen das Gehäuse 376 und den Tauchkolben 382, die zusammenwirkend die Pumpenkammer 384 definieren, umfasst.
In der so gebildeten Vakuumpumpe 374 weist der Tauchkolben 382 den rückseitigen Vorsprung 396 auf, der mit einem Eingangsabschnitt in Form der Membran 390 verbunden ist, sowie den vorderseitigen Endabschnitt, der die Pumpenkammer 384 mitdefiniert und als Ausgangsabschnitt dient. Dem Tauchkolben 382 sind somit sowohl der Eingangs- als auch der Ausgangsanschluss der Vakuumpumpe 374 zugeordnet, wodurch die Vakuumpumpe 374 einen einfacheren Aufbau und eine kleinere Baugröße aufweist als eine Vakuumpumpe einer Bauart, bei der der Eingangs- und Ausgangsabschnitt zwei Bauteilen zugeordnet sind.
Die Druckerhöhungsvorrichtung 370 weist des Weiteren ein Unterbrechungsventil 420 auf, das mit der hinteren Druckkammer 50 und dem Ausgleichsbehälter 50 verbunden ist, wodurch die Vakuumpumpe 374 überbrückt wird, wenn das Unterbrechungsventil 420 geöffnet ist. Das Unterbrechungsventil 420 ist ein normalerweise offenes, magnetbetätigtes Ab-sperrventil mit einer Magnetspule 422.
Das Unterbrechungsventil 420 und das Dreiwegeventil 391 werden durch eine elektronische Steuervorrichtung (ECU) 430 gesteuert, die in 26 gezeigt ist. Die ECU 430 ist im Wesentlichen identisch mit der in der ersten Ausführungsform vorgesehenen ECU 200.
Im ROM eines Computers der ECU 430 sind Programme zum Ausführen einer Bremswirkungskennliniensteuerroutine und einer Antiblockierdruckregelungsroutine gespeichert. Die Bremswirkungskennliniensteuerroutine in der sechsten Ausführungsform enthält Schritte, die identisch sind mit den Schritten S1 und S2 in 5 der ersten Ausführungsform, und Schritte, die den Schritten S3 und S4 in 5 zwar entsprechen, aber verschieden sind. Die Druckerhöhungssteuerungssubroutine und die Beendigungssubroutine in der sechsten Ausführungsform sind im Einzelnen in den Flussschemata der 27 bzw. 28 veranschaulicht. Die Antiblockierdruckregelungsroutine in der sechsten Ausführungsform ist identisch mit derjenigen in der ersten Ausführungsform.
Die Druckerhöhungssteuerungssubroutine in 27 beginnt mit dem Schritt S401, um die Magnetspule 422 des Unterbrechungsventils 420 zu erregen und dadurch das normalerweise offene Unterbrechungsventil 420 zu schließen. Daher kann durch einen Betrieb der Vakuumpumpe 374 der Fluiddruck in der hinteren Druckkammer 50 vergrößert werden. Anschließend geht die Routine zum Schritt S402, um die Magnetspule 416 des Dreiwegeventils 391 abwechselnd zu erregen und abzuerregen und damit einen Pumpbetrieb der Vakuumpumpe 374 zu bewirken, um dadurch den Fluiddruck in der hinteren Druckkammer 50 zu erhöhen. Damit ist ein Ausführungszyklus der Druckerhöhungssteuerungssubroutine in 27 beendet.
Die Beendigungssubroutine in 28 beginnt mit dem Schritt S411, um die Magnetspule 422 des Unterbrechungsventils 420 abzuerregen und damit das Unterbrechungsventil 420 wieder in seine ursprüngliche offene Position zurückzustellen. Im Ergebnis sind Fluidströmungen zwischen der hinteren Druckkammer 50 und dem Ausgleichsbehälter 58 in beide Richtungen ermöglicht. Dann geht die Routine zum Schritt S412, um die Magnetspule 416 des Dreiwegeventils 391 abzuerregen und damit das Ventil 391 im ersten Zustand zu halten, wodurch die Fluiddruckerhöhung in der hinteren Druckkammer 50 beendet wird. Damit ist ein Ausführungszyklus der Subroutine in 28 beendet.
Die grafische Darstellung in 29 zeigt eine Erhöhung des Radbremszylinderdrucks P_B durch den Pumpbetrieb der Vakuumpumpe 374. Die vorliegende sechste Ausführungsform ist so ausgelegt, dass die Druckerhöhungssteuerungs subroutine in 27 dann eingeleitet wird, wenn die vorgegebene Druckerhöhungseinleitungsbedingung zur Einleitung der Druckerhöhungssteuerung erfüllt ist, d. h. wenn die erfasste Bremsbetätigungskraft F bis auf den vorgegebenen Schwellwert F_TH angestiegen ist. Im Ergebnis wird der Radbremszylinderdruck P_B um den vorgegebenen konstanten Betrag ΔP erhöht, wodurch die Fahrzeugverzögerung G um einen Betrag erhöht wird, der dem vorgegebenen Betrag ΔP des Anstiegs des Radbremszylinderdrucks P_B über die durch die Vakuumpumpe 374 bewirkte Druckerhöhungssteuerung entspricht. Dementsprechend wird die durch die Bremsanlage erzielte Bremswirkung mit einer Zunahme der Fahrzeugverzögerung G gesteigert, und zwar dann, wenn die Verstärkungsgrenze des Bremskraftverstärkers 12 erreicht ist, wodurch die scheinbare Verstärkungskapazität des Bremskraftverstärkers 12 entsprechend erhöht wird.
Die grafische Darstellung in 30 zeigt ein Beispiel für die technischen Anforderungen, die bei der Auslegung der Bremsanlage eingehalten werden müssen. Die grafische Darstellung zeigt im Besonderen die Beziehung zwischen dem Betätigungshub S_P des Bremspedals 10 und der Fahrzeugverzögerung G. In diesem Beispiel nimmt der Betätigungshub S_P des Bremspedals 10 nach Erfüllung der vorgegebenen Druckerhöhungseinleitungsbedingung zur Einleitung der Druckerhöhungssteuerung, d. h. nachdem die Bremsbetätigungskraft F den Schwellwert F_TH erreicht hat, um 15 mm zu. Im Ergebnis wird der Verzögerungswert G des Fahrzeugs um 0,3 G größer. Die grafische Darstellung zeigt des Weiteren, dass der zusätzliche Betätigungshub von 15 mm des Bremspe dals 10 zu einer Zunahme des Volumens Q der hinteren Druckkammer 50 um 1 cm³ führt, und dass die Zunahme der Fahrzeugverzögerung G um 0,3 G einem Anstieg des Radbremszylinderdrucks P_B um 3 MPa entspricht.
In der Annahme, dass das Verhältnis zwischen dem Flächeninhalt des ersten Druckkolbens 32, auf den der Fluiddruck in der hinteren Druckkammer 50 wirkt, und dem Flächeninhalt jedes des ersten und zweiten Druckkolbens 32, 34, die den Fluiddruck in der entsprechenden vorderen Druckkammer 36, 38 erfahren, bei 0,6 liegt, muss der Zunahmebetrag ΔP des Fluiddrucks in der hinteren Druckkammer 50 5 MPa betragen, so das der Anstiegsbetrag ΔP des Radbremszylinderdrucks P_B 3 MPa beträgt. In der Annahme, dass der Tauchkolben 382 und die Membran 396 der Vakuumpumpe 374 einen Durchmesser von 7 mm bzw. 70 mm haben, kann der Fluiddruck in der hinteren Druckkammer 50 mit Hilfe der Vakuumpumpe 374 um 5 MPa erhöht werden, wenn der Unterdruck der Unterdruckquelle (im Ansaugkrümmer der Fahrzeugbrennkraftmaschine) etwa 400 mmHg beträgt. Damit die Pumpenkammer 384 der Vakuumpumpe 374 Druckfluid in die hintere Druckkammer 50 fördert, um das Volumen G der Kammer 50 um 1 cm³ zu vergrößern, muss der Tauchkolben 382 um einen Weg von 26 mm ausgefahren werden. In diesem Fall liegen der erforderlichen minimale Gesamtdurchmesser und die axiale Dimension der Vakuumpumpe 374 bei etwa 80 mm bzw. 70 mm.
Die grafische Darstellung in 31 zeigt die Beziehung zwischen der Bremsbetätigungskraft F und dem Radbremszylinderdruck P_B der vorliegenden Ausführungsform im Ver gleich zu derjenigen einer Vergleichs- oder herkömmlichen Anordnung, die keine Bremswirkungskennliniensteuerungsvorrichtung mit der Druckerhöhungsvorrichtung 370 aufweist, bei der der zylindrische Abschnitt des Gehäuses des Bremskraftverstärkers 12, in dem die Arbeitsdruckkammer und die Unterdruckkammer einen Außendurchmesser von 8 in und eine axiale Dimension von 80 mm aufweisen. Die herkömmliche Anordnung, die nicht mit der Druckerhöhungsvorrichtung 370 ausgestattet ist, ist so ausgelegt, die die Verstärkung der Bremsbetätigungskraft F allein vom Bremskraftverstärker 12 abhängt. Damit die herkömmliche Anordnung bei der Verstärkungsgrenze des Bremskraftverstärkers 12 denselben Radbremszylinderdruck P_B hat wie die vorliegende Anordnung mit der Druckerhöhungsvorrichtung 370, muss der vorgenannte zylindrische Abschnitt des Bremskraftverstärkers 12 einen Außendurchmesser von 10 in und eine axiale Dimension von 80 mm haben. Diesbezüglich gilt zu beachten, dass die Summe der Volumen des Bremskraftverstärkers 12 und der Vakuumpumpe 370 der vorliegenden Anordnung kleiner ist als das Volumen des Bremskraftverstärkers 12 der herkömmlichen Anordnung, die denselben Radbremszylinderdruck P_B bei der Verstärkungsgrenze hat wie die vorliegende Anordnung. Dies bedeutet, dass die Bremsanlage gemäß der vorliegenden Ausführungsform weniger Raum zur Installation in ein Kraftfahrzeug benötigt als die herkömmliche Bremsanlage mit der Vergleichsanordnung.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die scheinbare Verstärkungskapazität des Bremskraftverstärkers 12 (der Radbremszylinderdruck bei der Verstärkungsgrenze des Bremskraftverstärkers 12) durch die vom Bremskraftverstärker 12 unabhängige Druckerhöhungsvorrichtung 370 erhöht, während die gesamte Baugröße der Bremsanlage verkleinert wird. Des Weiteren hat die vorliegende Bremsanlage de Vorteil, dass die Bremsbetätigungskraft F durch die Druckerhöhungsvorrichtung 370 selbst im Falle eines Ausfalls oder Defekts des Bremskraftverstärkers 12 noch verstärkt werden kann, wodurch die Funktionssicherheit der Bremsanlage verbessert wird.
Obwohl die vorliegende Ausführungsform so ausgelegt ist, dass mit Ausführung der Bremswirkungskennliniensteuerung durch die Druckerhöhungsvorrichtung 370 der Radbremszylinderdruck P_B um den vorgegebenen konstanten Betrag ΔP erhöht wird, kann der Druckerhöhungsbetrag ΔP auch wie in der ersten Ausführungsform geändert werden. Um den Druckerhöhungsbetrag ΔP zu erhöhen, kann das Tastverhältnis der Magnetspule 416 des Dreiwegeventils 391 im Schritt S402 geändert werden. Alternativ dazu kann im Schritt S401 das Tastverhältnis der Magnetspule 422 des Unterbrechungsventils 420 geändert und im Schritt S402 die Magnetspule 416 des Dreiwegeventils 391 abwechselnd erregt und aberregt werden.
Ein anderes alternatives Verfahren zur Änderung des Druckerhöhungsbetrags ΔP beruht auf der Tatsache, dass der Erhöhungsbetrag ΔP des Fluiddrucks in der hinteren Druckkammer 50 aus der mit einer Hin- und Herbewegung des Tauchkolbens 382 aus der Pumpenkammer 384 in die hintere Druckkammer 50 geförderte Fluidmenge abgeschätzt werden kann. Der Erhöhungsbetrag des Radbremszylinderdrucks P_B kann da her dadurch geändert werden, dass die Hubzahl des Tauchkolbens 382 während der Druckerhöhungssteuerungssubroutine in 37 gesteuert wird.
Obwohl die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen zum Zweck der Veranschaulichung ausführlich beschrieben wurden, gilt zu beachten, dass die Erfindung ebenso mit verschiedenen, für den Fachmann naheliegenden Änderungen, Abwandlungen oder Verbesserungen, wie sie z. B. vorstehend unter KURDARSTELLUNG DER ERFINDUNG beschrieben sind, verkörpert werden kann.

Claims

Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem Rad (FL, FR, RL, RR), umfassend: einen mit Hilfe einer Unterdruckquelle betätigten Unterdruck-Bremskraftverstärker (12) zum Verstärken der auf ein Bremsbetätigungsteil (10) wirkenden Betätigungskraft, wobei der Druck der Unterdruckquelle eine Schwankungstendenz aufweist und die auf das Bremsbetätigungsteil wirkende Betätigungskraft nach Erreichen der Verstärkungsgrenze des Unterdruck-Bremskraftverstärkers mit dem Druck der Unterdruckquelle schwankt; einen Hauptzylinder (14; 220) mit einem Gehäuse (20) und einem im Gehäuse im Wesentlichen fluiddicht und verschiebbar aufgenommenen Druckkolben (32), der im Zusammenwirken mit dem Gehäuse an seiner Vorder- und Rückseite eine vordere Druckkammer (36) bzw. eine hintere Druckkammer (50) definiert und an seinem hinteren Ende die Ausgangskraft des Unterdruck-Bremskraftverstärkers aufnimmt, so dass das Arbeitsfluid in der vorderen Druckkammer durch ein Ausfahren des Druckkolbens unter Druck gesetzt wird; eine mit der vorderen Druckkammer des Hauptzylinders verbundene Fluidleitung (94); eine Bremse (90) mit einem über die Fluidleitung mit der vorderen Druckkammer verbundenen Radbremszylinder (92), der über das in der vorderen Druckkammer unter Druck gesetzte Fluid aktiviert wird, um das Rad zu bremsen; und eine Druckerhöhungsvorrichtung (64, 200; 230, 242; 260, 268; 300, 318; 64, 352; 370, 430), die aktiviert wird, wenn eine vorgegebene Druckerhöhungseinleitungsbedingung zum Einleiten einer Druckerhöhungssteuerung erfüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Druckerhöhungseinleitungsbedingung darin besteht, dass die auf das Bremsbetätigungsteil wirkende Betätigungskraft auf eine Verstärkungsgrenze-Bremsbetätigungskraft angestiegen ist, die derjenigen Betätigungskraft entspricht, die erfasst wird, wenn die Verstärkungsgrenze des Unterdruck-Bremskraftverstärkers erreicht wird, wo der Istwert des Drucks der Unterdruckquelle gleich dem oberen Grenzwert des Schwankungsbereichs ist, in dem der Istwert erwartungsgemäß schwankt, wobei der obere Grenzwert ein dem Atmosphärendruck nächstliegender Unterdruckwert ist, und die aktivierte Druckerhöhungsvorrichtung das Fluid in der hinteren Druckkammer unter Druck setzt, um den Fluiddruck im Radbremszylinder auf einen Wert zu erhöhen, der höher ist als der Wert vor Erfüllung der vorgegebenen Druckerhöhungseinleitungsbedingung, um wenigstens den Grad der Abnahme des Bremseffekts infolge der Tatsache, dass die Verstärkungsgrenze des Unterdruck-Bremskraftverstärkers erreicht wurde, zu reduzieren.
Bremsanlage nach Anspruch 1, wobei der Hauptzylinder neben dem Druckkolben (32), der als ein erster Druckkolben fungiert, einen zweiten Druckkolben (34) aufweist und der erste und der zweite Druckkolben im Gehäuse (20) in der Weise hintereinander angeordnet sind, dass der erste Druckkolben im Zusammenwirken mit dem Gehäuse die vordere Druckkammer (36) als eine erste vordere Druckkammer und der zweite Druckkolben im Zusammenwirken mit dem Gehäuse eine zweite vordere Druckkammer (38) definiert.
Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Druckerhöhungsvorrichtung (64, 200; 230, 242; 300, 318; 64, 352; 370, 430) aufweist: (a) einen Sensor (204, 350) zum Erfassen einer physikalischen Größe, die sich auf die auf das Bremsbetätigungsteil (10) wirkende Betätigungskraft bezieht, (b) eine elektrisch betätigte Druckerzeugungsvorrichtung (66, 68, 70; 302, 312, 316, 324; 374, 391), um das Fluid in der hinteren Druckkammer (50) unter Druck zu setzen, und (c) eine Steuervorrichtung (200; 242; 318; 352; 430) zum Bestimmen des Sollwerts für den in der hinteren Druckkammer einzustellenden Fluiddruck auf der Grundlage der mittels des Sensors erfassten physikalischen Größe und in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Beziehung zwischen der physikalischen Größe und dem Sollwert, und wobei die Steuervorrichtung die Druckerzeugungsvorrichtung so steuert, dass der Fluiddruck in der hinteren Druckkammer auf den Sollwert geregelt wird.
Bremsanlage nach Anspruch 3, wobei die hintere Druckkammer (50) mit einer Arbeitsflüssigkeit als Arbeitsfluid befüllt ist und die Druckerhöhungsvorrichtung weiter eine Stromregelvorrichtung (70, 76; 386, 420) aufweist, die einen unbetätigten Zustand besitzt, in dem sie das Einströmen von Arbeitsflüssigkeit in die hintere Druckkammern oder das Ausströmen von Arbeitsflüssigkeit aus der hinteren Druckkammer ermöglicht, und einen betätigten Zustand, in dem sie wenigstens das Ausströmen von Arbeitsflüssigkeit aus der hinteren Druckkammer blockiert.
Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Druckerhöhungsvorrichtung (64, 200; 230, 242; 64, 352) eine Hydraulikpumpe (66) aufweist, deren Ausgang mit der hinteren Druckkammer verbunden ist, um das Fluid in der hinteren Druckkammer unter Druck zu setzen.
Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Druckerhöhungsvorrichtung (64, 200; 230, 242; 64, 352) eine Hydraulikpumpe (66) aufweist, deren Ausgang ohne Zwischenschaltung eines Speichers auf die hintere Druckkammer übertragen wird, um das Fluid in der hinteren Druckkammer unter Druck zu setzen.
Bremsanlage nach Anspruch 5 oder 6, wobei die vordere Druckkammer (32) des Hauptzylinders (14; 220) und der Radbremszylinder (92) in der Weise miteinander verbunden sind, dass die vordere Druckkammer und der Radbremszylinder während eines Betriebs der Hydraulikpumpe (66) nicht voneinander getrennt werden.
Bremsanlage nach Anspruch 7, wobei in der Fluidleitung (94) ein Druckregelventil (110, 130) zum Regeln des Fluiddrucks im Radbremszylinder (92) angeordnet ist und die vordere Druckkammer (32) des Hauptzylinders mit dem Druckregelventil ohne Zwischenschaltung eines Absperrventils verbunden ist.
Bremsanlage nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Druckerzeugungsvorrichtung (302, 312, 316, 324) aufweist: (a) einen Hydraulikzylinder (302) mit einem Gehäuse (304), und einem im Gehäuse im Wesentlichen fluiddicht und verschiebbar aufgenommenen Steuerkolben (306), der im Zusammenwirken mit dem Gehäuse eine Steuerdruckkammer (308) definiert, die mit der hinteren Druckkammer (50) verbunden ist und deren Fluiddruck durch ein Ausfahren des Steuerkolbens erhöht wird, (b) einen Elektromotor (312) und (c) einen Bewegungswandler (316, 324) zum Umwandeln der Drehbewegung des Elektromotors in eine lineare Bewegung des Steuerkolbens, und wobei die Steuervorrichtung (318) zur Regelung des Hubs des Steuerkolben den Elektromotor steuert, um dadurch den Fluiddruck in der Steuerdruckkammer zu regeln.
Bremsanlage nach Anspruch 9, wobei die hintere Druckkammer (50) mit einer Arbeitsflüssigkeit als Arbeitsfluid befüllt ist und die Druckerhöhungsvorrichtung (300, 318) weiter einen Ausgleichsbehälter (58) aufweist, in dem Arbeitsflüssigkeit gespeichert ist, und wobei das Gehäuse (304) des Hydraulikzylinders (302) der Druckerzeugungsvorrichtung einen mit dem Ausgleichsbehälter verbundenen Steueranschluss (310) hat, der so angeordnet ist, dass er in der vollständig eingefahrenen Ausgangsposition des Steuerkolbens (306) mit der Steuerdruckkammer (308) kommuniziert, jedoch dann nicht mehr mit der Steuerdruckkammer kommuniziert, wenn der Steuerkolben um einen vorgegebenen Weg aus der Ausgangsposition heraus ausgefahren ist.
Bremsanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 10, wobei die hintere Druckkammer (50) mit einer Arbeitsflüssigkeit als Arbeitsfluid befüllt ist und die Druckerhöhungsvorrichtung weiter aufweist: (a) einen Ausgleichsbehälter (58), in dem Arbeitsflüssigkeit gespeichert ist, (b) eine Überbrückungsleitung (74; 332), die die Druckerzeugungsvorrichtung (66, 68,70; 302, 312, 316, 324; 374, 391) überbrückt und an ihrem einen Ende mit der hinteren Druckkammer und an ihrem anderen Ende mit dem Ausgleichsbehälter verbunden ist, und (c) ein in der Überbrückungsleitung angeordnetes Sperrventil (76; 334; 386, 388), das eine Flüssigkeitsströmung in eine erste Richtung vom Ausgleichsbehälter zur Druckkammer ermöglicht, eine Flüssigkeitsströmung in eine zweite Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung jedoch blockiert.
Bremsanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 11, wobei die hintere Druckkammer mit einer Arbeitsflüssigkeit als Arbeitsfluid befüllt ist und die Druckerhöhungsvorrichtung (230, 242) weiter aufweist: (a) eine Verbindungsleitung (232), die an ihren beiden Enden mit der vorderen Druckkammer (36) bzw. der hinteren Druckkammer (50) verbunden ist, (b) ein in der Verbindungsleitung angeordnetes magnetbetätigtes Absperrventil (234), das einen offenen Zustand hat, in dem ein Durchströmen von Flüssigkeit ermöglicht ist, und einen geschlossenen Zustand, in dem ein Durchströmen von Flüssigkeit blockiert ist, und (c) eine Steuervorrichtung (242) zum Schalten des Absperrventils in den offenen Zustand, wenn die Druckerzeugungsvorrichtung (230, 242) nicht normal betätigt werden kann, um die Flüssigkeit in der hinteren Druckkammer unter Druck zu setzen, und in den geschlossenen Zustand, wenn die Druckerzeugungsvorrichtung normal betätigt werden kann.
Bremsanlage nach Anspruch 12, wobei die Druckerhöhungsvorrichtung (230, 242) weiter eine Stromregelvorrichtung (238) aufweist, die eine Flüssigkeitsströmung in eine Richtung von der vorderen Druckkammer zur hinteren Druckkammer blockiert, wenn der Druck der Flüssigkeit in der vorderen Druckkammer nicht höher ist als ein vorgegebener Pegel, und eine Flüssigkeitsströmung in eine Richtung von der vorderen Druckkammer zur hinteren Druckkammer ermöglicht, wenn der Druck in der vorderen Druckkammer höher ist als der vorgegebene Pegel.
Bremsanlage nach Anspruch 13, wobei die Stromregelvorrichtung ein in der Verbindungsleitung (232) angeordnetes erstes Sperrventil (238) aufweist, das eine Flüssigkeitsströmung von der vorderen Druckkammer zur hinteren Druckkammer blockiert, wenn der Druck der Flüssigkeit in der vorderen Druckkammer nicht um mehr als eine vorgegebene Öffnungsdruckdifferenz, die im Wesentlichen ungleich null ist, höher ist als der Druck der Flüssigkeit in der hinteren Druckkammer, und eine Flüssigkeitsströmung von der vorderen Druckkammer zur hinteren Druckkammer ermöglicht, wenn der Druck der Flüssigkeit in der vorderen Druckkammer um mehr als die vorgegebene Öffnungsdruckdifferenz höher ist als der Druck der Flüssigkeit in der hinteren Druckkammer.
Bremsanlage nach Anspruch 14, wobei die Druckerhöhungsvorrichtung (230, 242) weiter aufweist: (a) eine Überbrückungsleitung (246), die das erste Sperrventil (238) überbrückt, und (b) ein in der Überbrückungsleitung angeordnetes zweites Sperrventil (248), das ungeachtet einer Differenz zwischen den Flüssigkeitsdrücken in der vorderen und hinteren Druckkammer eine Flüssigkeitsströmung in eine erste Richtung von der hinteren Druckkammer zur vorderen Druckkammer gestattet und eine Flüssigkeitsströmung in eine zweite Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung blockiert.
Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, wobei die hintere Druckkammer (50) mit einer Arbeitsflüssigkeit als Arbeitsfluid befüllt ist und die Druckerhöhungsvorrichtung (260, 268) aufweist: (a) eine Verbindungsleitung (232), die an ihren beiden Enden mit der vorderen bzw. hinteren Druckkammer (36, 50) verbunden ist, (b) ein in der Verbindungsleitung angeordnetes magnetbetätigtes Absperrventil (234) und (c) eine Steuervorrichtung (268) zum Steuern des Absperrventils so, dass das Absperrventil so lange geöffnet ist, wie die Druckerhöhungseinleitungsbedingung erfüllt ist, und geschlossen wird, wenn die Druckerhöhungseinleitungsbedingung nicht mehr erfüllt ist.
Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Druckerhöhungsvorrichtung (370, 430) eine Vakuumpumpe (374) aufweist, die durch den von einer Unterdruckquelle eingespeisten Unterdruck betätigt wird, um das Arbeitsfluid in der hinteren Druckkammer (50) unter Druck zu setzen.
Bremsanlage nach Anspruch 17, wobei der Bremskraftverstärker (12) ein Unterdruck-Bremskraftverstärker ist, der durch den von der Unterdruckquelle eingespeisten Unterdruck angetrieben wird.
Bremsanlage nach Anspruch 17 oder 18, wobei die Vakuumpumpe aufweist: (a) ein Gehäuse (376), (b) einen im Gehäuse verschiebbar aufgenommenen Tauchkolben (382), der im Zusammenwirken mit dem Gehäuse eine mit der hinteren Druckkammer (50) verbundene Pumpenkammer (384) definiert, und (c) eine im Gehäuse verschiebbar aufgenommene Membran, die an ihren beiden Seiten im Zusammenwirken mit dem Gehäuse eine Ar beitsdruckkammer (392) bzw. eine Atmosphärendruckkammer definiert, wobei die Arbeitsdruckkammer wechselweise dem Atmosphärendruck oder dem Unterdruck der Unterdruckquelle (I/MF) ausgesetzt wird, während die Atmosphärendruckkammer dem Atmosphärendruck ausgesetzt bleibt, und wobei der Tauchkolben mit der Membran in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen den Drücken in der Arbeitsdruckkammer und der Atmosphärendruckkammer verschoben wird, wodurch sich das Volumen der Pumpenkammer des Tauchkolbens ändert.
Bremsanlage nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei die Vakuumpumpe weiter ein mit der Atmosphäre, der Unterdruckquelle und der Arbeitsdruckkammer verbundenes Dreiwegeventil (391) aufweist, das einen ersten Zustand besitzt, in dem die Arbeitsdruckkammer von der Unterdruckquelle getrennt ist und mit der Atmosphäre kommuniziert, und einen zweiten Zustand, in dem die Arbeitsdruckkammer von der Atmosphäre getrennt ist und mit der Unterdruckquelle kommuniziert.