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HINTERGRUND
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1. Gebiet
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein elektrisches Bremssystem für Fahrzeuge mit einer einfachen Konfiguration, das ein stabiles Pedalgefühl während des Bremsens liefert und eine genaue Drucksteuerung ermöglicht.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Bremssysteme sind notwendigerweise in Fahrzeugen installiert. In jüngerer Zeit wurden verschiedene Systeme vorgeschlagen, um eine stärkere und stabilere Bremskraft zu erhalten. Beispiele für Bremssysteme enthalten Antiblockier-Bremssysteme (ABSe) zum Vermeiden eines Rutschens von Rädern während des Bremsens, Antischlupf-Steuersysteme (BTCSe) zum Verhindern eines Durchrutschens von Antriebsrädern während einer plötzlichen Beschleunigung von Fahrzeugen, und dynamische Fahrzeugsteuersysteme (VDCe) zum stabilen Aufrechterhalten eines Fahrzustands von Fahrzeugen durch Steuern eines hydraulischen Bremsdrucks mittels einer Kombination aus einem Antiblockier-Bremssystem mit einem Antischlupf-Steuersystem.
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Diese elektronisch gesteuerten Bremssysteme enthalten mehrere Solenoidventile zum Steuern eines hydraulischen Bremsdrucks, der zu der an den Rädern von Fahrzeugen befestigten hydraulischen Bremse übertragen wird, ein Paar aus einem Niedrigdruck-Akkumulator und einem Hochdruck-Akkumulator zum vorübergehenden Speichern von von der hydraulische Bremse entwichenem Öl, einen Motor und eine Pumpe zum zwangsweisen Pumpen des Öls des Niedrigdruck-Akkumulators, mehrere Rückschlagventile zum Verhindern einer umgekehrten Strömung des Öls, und eine ECU zum Steuern des Antriebs des Solenoidventils und des Motors. Diese Komponenten sind kompakt in aus Aluminium bestehenden hydraulischen Blöcken vorhanden.
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1 ist eine Schnittansicht, die ein für ein herkömmliches, elektronisch gesteuertes Bremssystem verwendetes Rückschlagventil illustriert. Beispielsweise verhindert das in einem Durchgang zwischen einem Saugteil der Pumpe und dem Niedrigdruck-Akkumulator installiertes Rückschlagventil die Übertragung von Öl von einem Hauptzylinder zu dem Niedrigdruck-Akkumulator und verhindert die Übertragung von Öl von einem Radzylinder zu dem Saugteil der Pumpe während der Betätigung der Pumpe durch den Motorantrieb.
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Eine Struktur dieses Bremssystems ist in dem
koreanischen Patent Nr. 1090910 offenbart. Gemäß dem Patentdokument füllt das Bremssystem einen Hochdruck- und/oder Niedrigdruck-Akkumulator mit einem hydraulischen Druck durch Betätigen eines Motors und einer Pumpe, und erhöht, verringert, hält oder steuert den hydraulischen Druck durch Öffnen und Schließen eines elektronischen Solenoidventils, wodurch es nachteiligerweise eine komplizierte Struktur hat.
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Zusätzlich wird, da ein vorbestimmter Spalt zwischen einer Eingangslast zum Unterdrucksetzen eines Hauptzylinders gemäß einer Pedalkraft eines Bremspedals und dem Hauptzylinder vorhanden ist, ein pedalhubfreier Bereich entsprechend dem Spalt während der Nichtoperation eines Systems gebildet, hat ein Fahrer nachteiligerweise kein Bremsgefühl, die Fahrerbequemlichkeit leidet und Sicherheitsprobleme können auftreten. Zusätzlich wird das Pedalgefühl in nachteiliger Weise verschlechtert.
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Dokument des Standes der Technik
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Patentdokument
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- (Patentdokument 1) Koreanisches Patent Nr. 1090910 (12.1.2011)
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es ist daher ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches Bremssystem für Fahrzeuge vorzusehen, das eine einfache Konfiguration hat, ein stabiles Pedalgefühl während des Bremsens liefert und eine genaue Drucksteuerung ermöglicht.
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Es ist ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches Bremssysteme für Fahrzeuge vorzusehen, das das Bremsen durch eine Pedalkraft eines Fahrers ermöglicht, obgleich das Bremssystem anomal arbeitet, sowie eine direkte Bildung von Druck ohne einen hubfreien Bereich gemäß der Pedalkraft des Bremspedals.
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Zusätzliche Aspekte der Erfindung sind teilweise in der folgenden Beschreibung wiedergegeben und ergeben sich teilweise als offensichtlich aus der Beschreibung, oder sie können durch Ausüben der Erfindung erfahren werden.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein elektrisches Bremssystem für Fahrzeuge, das einen Behälter zum Speichern von Öl, einen Hauptzylinder mit zwei hydraulischen Kreisen zum Erzeugen eines hydraulischen Drucks unter Verwendung des in dem Behälter gespeicherten Öls, eine Eingangslast, die den Hauptzylinder kontaktiert und ausgebildet ist, sich durch eine Pedalkraft eines Fahrers vorwärts zu bewegen, und einen Pedalversetzungssensor zum Erfassen der Versetzung eines mit der Eingangslast verbundenen Bremspedals enthält, weiterhin eine Druckzuführungsvorrichtung, die mit einem Behälter durch einen hydraulischen Durchgang zum Empfangen des Öls verbunden ist, wobei die Druckzuführungsvorrichtung einen Bremswillen eines Fahrers als ein elektrisches Signal durch den Pedalversetzungssensor ausgibt, wenn der Fahrer auf das Bremspedal tritt, um einen Motor zu betätigen und eine Drehkraft des Motors in eine lineare Bewegung umzuwandeln, eine hydraulische Steuereinheit aufweisend einen ersten Kreis enthaltend zumindest ein erstes Fahrzeugrad und einen zweiten Kreis enthaltend zumindest ein zweites Fahrzeugrad zum Empfangen eines hydraulischen Drucks mit einer durch die Druckzuführungsvorrichtung erzeugten Kraft und zum Durchführen des Bremsens auf diese Weise, ein Blockierventil zum Steuern des hydraulischen Drucks von dem Hauptzylinder zu einem Radzylinder, der sich in jedem Fahrzeugrad befindet, eine mit dem Hauptzylinder verbundene Simulationsvorrichtung zum Vorsehen einer Reaktionskraftantwort auf die Pedalkraft des Bremspedals, und eine elektronische Steuereinheit zum Steuern des Motors und der Ventile auf der Grundlage von Druckinformationen und Pedalversetzungsinformationen.
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Die Druckzuführungsvorrichtung kann enthalten: eine mit dem hydraulischen Durchgang zum Empfangen des Öls verbundene Druckkammer, einen in der Druckkammer vorgesehenen hydraulischen Kolben, eine in der Druckkammer vorhandene hydraulische Feder zum elastischen Stützen des hydraulischen Kolbens, einen Motor zum Erzeugen einer Drehkraft durch ein elektrisches Signal des Pedalversetzungssensors, und eine Kugelumlaufspindel enthaltend eine Spindel und eine Kugelmutter zum Umwandeln einer Drehbewegung des Motors in eine lineare Bewegung, wobei der hydraulische Kolben mit der sich linear bewegenden Spindel verbunden ist, um das in der Druckkammer vorhandene Öl durch die Spindel unter Druck zu setzen.
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Der hydraulische Durchgang kann ein Rückschlagventil zum Verhindern einer Rückwärtsströmung des Drucks der Druckkammer und zum Ermöglichen, dass das Öl absorbiert und in der Druckkammer gespeichert wird, wenn der hydraulische Kolben zurückgeführt wird, enthalten.
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Die Druckkammer kann ein Abschneidloch enthalten, und ein Verbindungsdurchgang zum Verbinden des Abschneidlochs mit dem hydraulischen Durchgang kann zwischen der Druckkammer und dem hydraulischen Durchgang vorgesehen sein.
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Das elektrische Bremssystem kann weiterhin enthalten: einen ersten Strömungsdurchgang zum Verbinden der Druckzuführungsvorrichtung mit dem ersten Kreis und einen zweiten Strömungsdurchgang, der von dem ersten Strömungsdurchgang abzweigt und mit dem zweiten Kreis verbunden ist, und ein erstes Umwandlungsventil, das in dem ersten Strömungsdurchgang installiert ist, um einen hydraulischen Druck zu steuern, und ein zweites Umwandlungsventil, das in dem zweiten Strömungsdurchgang installiert ist, um einen hydraulischen Druck zu steuern.
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Rückschlagventile können parallel zu dem ersten bzw. zweiten Umwandlungsventil angeordnet sein.
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Das erste und das zweite Umwandlungsventil können Solenoidventile vom normalerweise geschlossenen Typ sein, die in einem normalen Zustand geschlossen sind und geöffnet sind, wenn sie ein Öffnungssignal von der elektronischen Steuereinheit empfangen.
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Die hydraulische Steuereinheit kann enthalten: ein Solenoidventil vom normalerweise geöffneten Typ, das in einem oberen Teil des Radzylinders angeordnet ist, um die Übertragung des hydraulischen Drucks zu dem Radzylinder zu steuern, ein Solenoidventil vom normalerweise geschlossenen Typ, das sich in einem unteren Teil des Radzylinders befindet, um das Entweichen des hydraulischen Drucks aus dem Radzylinder zu steuern, und einen Rückführungsdurchgang, um das Solenoidventil vom normalerweise geschlossenen Typ mit dem hydraulischen Durchgang zu verbinden.
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Ein erster und ein zweiter Ersatzdurchgang zum Verbinden der beiden hydraulischen Kreise des Hauptzylinders mit dem Radzylinder können vorgesehen sein, um das Öl zu steuern, wenn das elektrische Bremssystem für Fahrzeuge anomal arbeitet, und das Blockierventil kann ein erstes Blockierventil, das in dem ersten Ersatzdurchgang installiert ist, zum Steuern der Verbindung zu dem Hauptzylinder und ein zweites Blockierventil, das in dem zweiten Ersatzdurchgang installiert ist, zum Steuern der Verbindung zu dem Hauptzylinder enthalten.
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Das erste und das zweite Blockierventil können als Solenoidventile vom normalerweise geöffneten Typ vorgesehen sein, die in einem normalen Zustand geöffnet sind und geschlossen sind, während sie ein Schließsignal von der elektronischen Steuereinheit empfangen.
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Die Simulationsvorrichtung kann eine Simulationskammer zum Speichern von von dem Hauptzylinder ausgegebenem Öl, einen in der Simulationskammer vorgesehenen Reaktionskraftkolben, eine Reaktionskraftfeder zum elastischen Stützen des Reaktionskraftkolbens und ein in einem Einlass der Simulationskammer vorgesehenes Simulationsventil enthalten.
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Das Simulationsventil kann als ein Solenoidventil vom normalerweise geschlossenen Typ vorgesehen sein, das in einem normalen Zustand geschlossen ist und öffnet, während es ein Öffnungssignal von der elektronischen Steuereinheit empfängt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Diese und/oder andere Aspekte der Erfindung werden ersichtlich und leichter verständlich anhand der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gegeben wird, von denen:
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1 die Ansicht eines hydraulischen Kreises ist, die einen Nichtbremszustand eines elektrischen Bremssystems für Fahrzeuge gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert;
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2 die Ansicht eines hydraulischen Kreises ist, die eine normale Operation eines elektrischen Bremssystems für Fahrzeuge gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert; und
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3 die Ansicht eines hydraulischen Kreises ist, die ein elektrisches Bremssystem für Fahrzeuge gemäß einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Es wird nun im Einzelnen Bezug auf die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung genommen, die in den begleitenden Zeichnungen illustriert sind, wobei gleiche Bezugszahlen sich durchgehend auf gleiche Elemente beziehen.
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Die in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen verwendeten Begriffe und Wörter sollten nicht so ausgelegt werden, dass sie auf typische Bedeutungen oder Wörterbuchdefinitionen beschränkt sind, sondern sollten so interpretiert werden, dass sie Bedeutungen und Konzepte haben, die für den technischen Bereich der vorliegenden Erfindung relevant sind, auf der Grundlage der Regel, dass ein Erfinder die Konzepte der Begriffe angemessen definieren kann, so dass sie am zweckmäßigsten das beste Verfahren beschreiben, das der Erfinder zur Ausführung der Erfindung kennt. Daher sind die in den Ausführungsbeispielen und Zeichnungen beschriebenen Konfigurationen der vorliegenden Erfindung lediglich bevorzugteste Ausführungsbeispiele, aber stellen nicht den gesamten technischen Geist der vorliegenden Erfindung dar. Somit sollte die vorliegende Erfindung so ausgelegt werden, dass sie sämtliche Modifikationen, Äquivalente und Substitutionen enthält, die in dem Geist und dem Bereich der vorliegenden Erfindung zu der Zeit des Einreichens dieser Anmeldung enthalten sind.
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1 ist die Ansicht eines hydraulischen Kreises, die einen Nichtbremszustand eines elektrischen Bremssystems für Fahrzeuge gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert.
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In 1 enthält das elektrische Bremssystem für Fahrzeuge allgemein einen Hauptzylinder 20 zum Erzeugen eines hydraulischen Drucks, einen Behälter 30, der mit einem oberen Teil des Hauptzylinders 20 gekoppelt ist, um Öl zu speichern, eine Eingangslast 12 zum Unterdrucksetzen des Hauptzylinders 20 gemäß einer Pedalkraft des Bremspedals 10, einen Radzylinder 40 zum Empfangen des Öls von dem Behälter 20 und zum Bremsen der jeweiligen Fahrzeugräder (RR, RL, FR und FL), und einen Pedalversetzungssensor 11 zum Erfassen einer Versetzung des Bremspedals 10.
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Der Hauptzylinder 20 enthält zumindest eine Kammer zum Erzeugen eines hydraulischen Drucks, aber ist mit einem ersten Kolben 21a und einem zweiten Kolben 22a zur Bildung von zwei hydraulischen Kreisen versehen, die die Eingangslast 12 kontaktieren. Der Hauptzylinder 20 hat zwei hydraulische Kreise, um beim Versagen die Sicherheit zu gewährleisten. Beispielsweise ist einer der beiden hydraulischen Kreise mit dem vorderen rechten (FR) Rad und dem hinteren linken (RL) Rad verbunden, und der andere ist mit dem vorderen linken (FL) Rad und dem hinteren rechten (RR) Rad verbunden. Umgekehrt ist im Allgemeinen einer der beiden hydraulischen Kreise mit den beiden (FR und FL) Rädern verbunden, und der andere ist mit den beiden (RR und RL) Rädern verbunden. Die beiden Kreise sind unabhängig gebildet, um ein Fahrzeugbremsen selbst in dem Fall, dass einer der Kreise versagt, zu ermöglichen.
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Eine erste Feder 21b und eine zweite Feder 22b sind in dem ersten Kolben 21a und dem zweiten Kolben 22a des Hauptzylinders 20 vorgesehen. Die erste Feder 21b und die zweite Feder 22b speichern eine elastische Kraft, wenn der erste Kolben 21a und der zweite Kolben 22a zusammengedrückt werden. Der erste und der zweite Kolben 21a und 22a werden durch die elastische Kraft geschoben und kehren in ihren Anfangszustand zurück, wenn eine den ersten Kolben 21a schiebende Kraft kleiner als die elastische Kraft ist.
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Die Eingangslast 12 zum Unterdrucksetzen des ersten Kolbens 21a des Hauptzylinders 20 ist in engem Kontakt mit dem ersten Kolben 21a, und ein Spalt zwischen dem Hauptzylinder 20 und der Eingangslast 12 ist somit nicht vorhanden. Das heißt, das Bremspedal 10 setzt den Hauptzylinder 20 direkt unter Druck ohne einen pedalfreien Hubbereich, wenn auf das Bremspedal 10 gedrückt wird.
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Das elektrische Bremssystem für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine Druckzuführungsvorrichtung 110 zum Empfangen eines Bremswillens eines Fahrers von dem Pedalversetzungssensor 11 zum Erfassen einer Versetzung des Bremspedals 10, eine hydraulische Steuereinheit 120 zum Durchführen des Bremsens von Rädern mit einer durch die Druckzuführungsvorrichtung 110 erzeugten Kraft, Blockierventile 143 und 144 zum Steuern der Übertragung des hydraulischen Drucks von dem Hauptzylinder 20 zu dem Radzylinder 40, und eine Simulatorvorrichtung 150, die mit dem Hauptzylinder 20 verbunden ist, um eine Reaktionskraft zu dem Bremspedal 10 zu liefern.
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Die Druckzuführungsvorrichtung 110 enthält eine Druckkammer 111 mit einem vorbestimmten Bereich zum Empfangen und Speichern von Öl, einen hydraulischen Kolben 112 und eine hydraulische Feder 113, die in der Druckkammer 111 vorgesehen ist, einen Motor 114 zum Erzeugen einer Drehkraft durch ein elektrisches Signal des Pedalversetzungssensors 11, eine Kugelumlaufspindeleinheit 115 enthaltend eine Spindel 115a und eine Kugel/Mutter 115b zum Umwandeln der Drehbewegung des Motors 114 in eine lineare Bewegung, und einen hydraulischen Durchgang 116 zum Verbinden des Behälters 20 mit der Druckkammer 111, um Öl zu der Druckkammer 111 zu liefern. Ein durch den Pedalversetzungssensor 11 erfasstes Signal wird zu der elektronischen Steuereinheit (ECU, nicht gezeigt) übertragen und die elektronische Steuereinheit steuert in dem Motor 114 und dem Bremssystem vorgesehene Ventile gemäß einem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Eine Steuerbetätigung mehrerer Ventile gemäß der Versetzung des Bremspedals 10 wird nachfolgend beschrieben.
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Wie vorstehend beschrieben ist, ist die Druckkammer 111 durch den hydraulischen Durchgang 116 mit dem Behälter 20 verbunden und empfängt Öl von dem Behälter 20. Die Druckkammer 111 ist mit einem hydraulischen Kolben 112 und einer hydraulischen Feder 113 zum elastischen Stützen desselben versehen. Der hydraulische Kolben 112 ist mit der Spindel 115a der Kugelumlaufspindeleinheit 115 verbunden und setzt die Druckkammer 111 durch die lineare Bewegung der Spindel 115a unter Druck, und die hydraulische Feder 113 führt den hydraulischen Kolben 112 in seine Anfangsposition zurück.
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Der Motor 114 ist ein elektrischer Motor, der eine Drehkraft durch ein von der elektronischen Steuereinheit eingegebenes Signal erzeugt und Drehkräfte in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung durch die elektronische Steuereinheit erzeugt. Die Kugelumlaufspindel 115b der Kugelumlaufspindeleinheit 115, die die Drehkraft in die lineare Bewegung umwandelt, wirkt als eine Drehwelle des Motors 114 und wirkt zur linearen Bewegung der Spindel 115a. Obgleich dies nicht dargestellt ist, ist eine wendelförmige Nut auf dem äußeren Umfang der Spindel 115a ausgebildet, und die Kugelumlaufspindel 115b ist drehbar mit der wendelförmigen Nut über mehrere Kugeln gekoppelt. Das heißt, wie vorstehend beschrieben ist, der hydraulische Kolben 112 wird durch lineare Bewegung der Spindel 115a gedrückt, um einen hydraulischen Druck zu erzeugen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Rückschlagventil 117 in dem hydraulischen Durchgang 116 installiert, um eine Rückwärtsströmung eines Drucks der Druckkammer 111 zu verhindern. Das Rückschlagventil 117 wirkt in der Weise, dass es eine Rückwärtsströmung des Drucks der Druckkammer 111 verhindert, und das Öl wird in der Druckkammer 111 absorbiert und gespeichert, wenn der hydraulische Kolben 112 zurückgeführt wird.
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Das elektrische Bremssystem für Fahrzeuge mit der Druckzuführungsvorrichtung 110 hat eine Konfiguration zum Verhindern eines Versagens der Umwandlung des inneren Drucks der Druckkammer 111 in atmosphärischen Druck, wenn der Druckkolben 112 zurückgeführt wird und das Öl in der Druckkammer 111 absorbiert wird. Beispielsweise illustriert 3 ein elektrisches Bremssystem für Fahrzeuge gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Hier beziehen sich gleiche Bezugszahlen durchgehend auf gleiche Elemente.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Druckkammer 111 mit einem Abschneidloch 211 versehen, und ein Verbindungsdurchgang 216 zum Verbinden des Abschneidlochs 211 mit dem hydraulischen Durchgang 116 ist zwischen der Druckkammer 111 und dem hydraulischen Durchgang 116 vorgesehen. Das Abschneidloch 211 ist an einer Position entsprechend einer anfänglichen Position des Druckkolbens 112 ausgebildet. Demgemäß ist es, wenn der Druckkolben 112 zurückgeführt wird, durch den Verbindungsdurchgang 216 mit dem Behälter 30 verbunden, und der Druck wird auf den atmosphärischen Druck zurückgeführt.
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Die nicht illustrierte Bezugszahl '118' ist ein erster Drucksensor zum Erfassen eines hydraulischen Drucks der Druckkammer 111.
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Gemäß 1 enthält die hydraulische Steuereinheit 120 einen ersten Kreis 121 zum Steuern von zumindest einem ersten Fahrzeugrad, das einen hydraulischen Druck empfängt und einen Bremsvorgang durchführt, und einen zweiten Kreis 122 zum Steuern von zumindest einem zweiten Fahrzeugrad, das einen hydraulischen Druck empfängt und einen Bremsvorgang durchführt, und hat somit zwei Bremskreise. Das erste Fahrzeugrad enthält vordere Fahrzeugräder (FR und FL) und ein zweites Fahrzeugrad enthält hintere Fahrzeugräder (RR und RL). Jedes Fahrzeugrad (FR, FL, RR oder RL) enthält den Radzylinder 40 und empfängt somit einen hydraulischen Druck und führt einen Bremsvorgang durch. Das heißt, jeder Kreis 121 oder 122 enthält einen mit dem Radzylinder 40 verbundenen Durchgang, und mehrere Ventile 123 und 124 zum Steuern des hydraulischen Drucks sind in dem Durchgang installiert.
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Wie in der Zeichnung gezeigt ist, sind die Ventile 123 und 124 in ein Solenoidventil 123 vom normalerweise geöffneten Typ (nachfolgend als ein 'NO-Typ' bezeichnet), das sich in einem oberen Teil des Radzylinders 40 befindet, um die Übertragung des hydraulischen Drucks zu dem Radzylinder zu steuern, und ein Solenoidventil 124 vom normalerweise geschlossenen Typ (nachfolgend als ein 'NC-Typ' bezeichnet), das sich in einem unteren Teil des Radzylinders 40 befindet, um das Entweichen des hydraulischen Drucks aus dem Radzylinder 40 zu steuern, geteilt. Öffnungs- und Schließoperationen der Solenoidventile 123 und 124 werden durch die elektronische Steuereinheit gesteuert.
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Zusätzlich enthält die hydraulische Steuereinheit 120 einen Rückführungsdurchgang 126 zum Verbinden des Solenoidventils 124 vom NC-Typ mit dem hydraulischen Durchgang 116. Der Rückführungsdurchgang 126 entlädt den zu dem Radzylinder 40 übertragenen hydraulischen Druck und überträgt denselben zu dem Behälter 30 oder der Druckzuführungsvorrichtung 110.
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Die hydraulische Steuereinheit 120 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthält einen ersten und einen zweiten Strömungsdurchgang 131 und 132, um die Druckzuführungsvorrichtung 110 mit den Kreisen 121 und 122 der hydraulischen Steuereinheit 120 zu verbinden. Weiterhin ist ein erstes Umwandlungsventil 133 in dem ersten Strömungsdurchgang 131 installiert, um die Übertragung von Öl zu dem Radzylinder 40 des ersten Kreises 121 durch einen Öffnungs-/Schließvorgang zu steuern, und ein zweites Umwandlungsventil 134 ist in dem zweiten Strömungsdurchgang 132 installiert, um die Übertragung von Öl zu dem Radzylinder 40 des zweiten Kreises 122 durch einen Öffnungs-/Schließvorgang zu steuern. Der zweite Strömungsdurchgang 132 zweigt von dem ersten Strömungsdurchgang 131 ab und ist mit dem zweiten Kreis 122 verbunden. Der Öffnungs-/Schließvorgang des ersten und des zweiten Umwandlungsventils 133 und 134 wird durch die elektronische Steuereinheit gesteuert und ermöglicht, dass ein in der Druckzuführungsvorrichtung 110 erzeugter hydraulischer Druck direkt zu dem Radzylinder 40 übertragen wird. Das heißt, das erste Umwandlungsventil 133 steuert einen zu dem ersten Kreis 121 gelieferten hydraulischen Druck, und das zweite Umwandlungsventil 134 steuert einen zu dem zweiten Kreis 122 gelieferten hydraulischen Druck.
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Das erste und das zweite Umwandlungsventil 133 und 134 sind als NC-Solenoidventile vorgesehen, die in einem normalen Zustand geschlossen sind, aber geöffnet, wenn sie ein Öffnungssignal von der elektronischen Steuereinheit empfangen. Obgleich dies nicht dargestellt ist, ist das erste Umwandlungsventil 133 als ein NO-Solenoidventil vorgesehen, das in einem normalen Zustand geöffnet ist, aber schließt, während es ein Schließsignal von der elektronischen Steuereinheit empfängt. Das heißt, wenn das erste Umwandlungsventil 133 als ein NO-Ventil vorgesehen ist, öffnet es ohne Zuführung von Energie und kann somit leicht betätigt werden.
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Rückschlagventile 135 und 136 sind parallel zu dem ersten und dem zweiten Umwandlungsventil 133 und 134, die sich in einem Verbindungsbereich jeweils zwischen der Druckkammer 111 und den jeweiligen Kreisen 121 und 122 befinden, angeordnet. Das Rückschlagventil enthält ein erstes Rückschlagventil 135, das parallel zu dem ersten Umwandlungsventil 133 angeordnet ist, und ein zweites Rückschlagventil 136, das parallel zu dem zweiten Umwandlungsventil 134 angeordnet ist. Diese Rückschlagventile 135 und 136 sind in einer Richtung zur Übertragung eines hydraulischen Drucks zu nur dem Radzylinder 40 vorgesehen, welche so wirken, dass sie eine Zunahme des Drucks, die durch eine Betätigungsverzögerung bei dem ersten und dem zweiten Umwandlungsventil 133 und 134 bewirkt wird, verhindern.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können, wenn ein elektrisches Bremssystem für Fahrzeuge versagt, der erste Ersatzdurchgang 141 und der zweite Ersatzdurchgang 142, die einen Durchgang bilden, zwischen dem Hauptzylinder 20 mit zwei hydraulischen Kreisen und dem Radzylinder 40 vorgesehen sein. Ein erstes Blockierventil 143 zum Öffnen oder Schließen des ersten Ersatzdurchgangs 141 ist in der Mitte des ersten Ersatzdurchgangs 141 vorgesehen, und ein zweites Blockierventil 144 zum Öffnen oder Schließen des zweiten Ersatzdurchgangs 142 ist in der Mitte des zweiten Ersatzdurchgangs 142 vorgesehen. Der erste Ersatzdurchgang 141 ist durch das erste Blockierventil 143 mit dem ersten Kreis 121 verbunden, und der zweite Ersatzdurchgang 142 ist durch das zweite Blockierventil 144 mit dem zweiten Kreis 122 verbunden. Insbesondere kann ein zweiter Drucksensor 148 zum Messen eines hydraulischen Drucks des Hauptzylinders 20 zwischen dem ersten Blockierventil 143 und dem Hauptzylinder 20 vorgesehen sein. Der zweite Drucksensor erfasst das Blockieren der Ersatzdurchgänge 141 und 142 durch das erste Blockierventil 143 und das zweie Blockierventil 144, wenn ein Fahrer den Bremsvorgang durchführt, und bestimmt einen durch einen Fahrer geforderten Bremswillen.
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Das erste und das zweite Blockierventil 143 und 144 sind als NC-Solenoidventile vorgesehen, die in einem normalen Zustand geöffnet sind, aber schließen, während sie ein Schließsignal von der elektronischen Steuereinheit empfangen.
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Zusätzlich ist eine mit dem Hauptzylinder 20 verbundene Simulationsvorrichtung 150 vorgesehen, um eine Reaktionskraftantwort auf eine Pedalkraft des Bremspedals 10 zu liefern. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, ist ein Durchgang zum Verbinden des Hauptzylinders 20 mit der Simulationsvorrichtung 150 mit dem ersten Ersatzdurchgang 141 verbunden. Diese Simulationsvorrichtung 150 enthält eine Simulationskammer 151 zum Speichern von von einem Auslass des Hauptzylinders 20 ausgegebenem Öl und ein in einem Einlass der Simulationskammer 151 vorgesehenes Simulationsventil 155. Die Simulationskammer 151 enthält einen Reaktionskraftkolben 152 und eine Reaktionskraftfeder 153 zum elastischen Stützen desselben, und hat einen vorbestimmten Versetzungsbereich durch in der Simulationskammer 151 strömendes Öl. Das Simulationsventil 155 ist als ein NC-Solenoidventil vorgesehen, das in einem normalen Zustand geschlossen ist und öffnet, wenn ein Fahrer ein Bremspedal 10 betätigt, und überträgt Bremsöl zu der Simulationskammer 151.
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Zusätzlich ist das Simulationsrückschlagventil 157 zwischen der Simulationsvorrichtung 150 und dem Hauptzylinder 20 vorgesehen, das heißt, zwischen der Simulationskammer 151 und dem Simulationsventil 155, und das Simulationsrückschlagventil 157 ist mit dem Hauptzylinder 20 verbunden. Das Simulationsrückschlagventil 157 ermöglicht die Übertragung eines Drucks gemäß einer Pedalkraft des Bremspedals 10 durch nur das Simulationsventil 155 zu der Simulationskammer 151.
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Nachfolgend wird die Arbeitsweise eines elektrischen Bremssystems für Fahrzeuge gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Einzelnen beschrieben.
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2 ist eine Ansicht eines hydraulischen Kreises, die eine normale Operation eines elektrischen Bremssystems für Fahrzeuge illustriert.
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Gemäß 2 erfasst, wenn ein Fahrer den Bremsvorgang beginnt, ein Pedalversetzungssensor 11 einen vom Fahrer geforderten Bremspegel durch Informationen wie den von dem Fahrer auf das Bremspedal 10 ausgeübten Druck. Eine elektronische Steuereinheit (nicht gezeigt) empfängt ein von dem Pedalversetzungssensor 11 eingegebenes elektrisches Signal und betätigt einen Motor 114. Zusätzlich kann die elektronische Steuereinheit einen Rückkopplungs-Bremspegel durch einen zweiten Drucksensor 148, der in einem Einlass des Hauptzylinders 20 vorgesehen ist, und einen ersten Drucksensor 118, der in einem Einlass der Druckzuführungsvorrichtung 110 vorgesehen ist, empfangen, einen Reibbremspegel in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen einem vom Fahrer geforderten Bremspegel und einem Rückkopplungs-Bremspegel berechnen und somit den auf die Räder ausgeübten Druck erhöhen oder verringern.
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Insbesondere wird in einem anfänglichen Bremsstadium, wenn der Fahrer ein Bremspedal 10 betätigt, der Motor 114 betätigt und eine Drehkraft des Motors 114 wird in eine lineare Bewegung umgewandelt, um die Druckkammer 111 unter Druck zu setzen. Die Druckkammer 111 ist durch den hydraulischen Durchgang 116 mit dem Behälter 30 verbunden und speichert Öl, und ein hydraulischer Druck wird gemäß der linearen Bewegung der Kugelumlaufspindeleinheit 115, die eine Drehbewegung in eine lineare Bewegung umwandelt, erzeugt. Zusätzlich schließen das erste und das zweite Blockierventil 143 und 144, die sich in dem ersten und dem zweiten Ersatzdurchang 141 und 142 befinden, die mit einem Auslass des Hauptzylinders 20 verbunden sind, um eine Übertragung von in dem Hauptzylinder 20 erzeugtem hydraulischem Druck zu dem Radzylinder 40 verhindern. Der in der Druckkammer 111 erzeugte hydraulische Druck wird durch den ersten und den zweiten Strömungsdurchgang 131 und 132 zu den jeweiligen Radzylindern 40 übertragen. Das heißt, das erste und das zweite Umwandlungsventil 133 und 134 sind durch die elektronische Steuereinheit geöffnet, um die zu dem ersten und dem zweiten Kreis 121 und 122 gelieferten hydraulischen Drücke zu steuern, und ermöglichen daher die Übertragung von hydraulischem Druck und die Erzeugung einer Bremskraft.
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Der durch das Unterdrucksetzen des Hauptzylinders 20 gemäß einer Pedalkraft des Bremspedals 10 erzeugte Druck wird zu der mit dem Hauptzylinder 20 verbundenen Simulationsvorrichtung 150 übertragen. Zu dieser Zeit wird das zwischen dem Hauptzylinder 20 und der Simulationskammer 151 angeordnete Simulationsventil 155 vom NC-Typ geöffnet, ein hydraulischer Druck wird zu der Simulationskammer 151 geliefert, der Reaktionskraftkolben 152 wird bewegt, ein Druck entsprechend einer Last der Reaktionskraftfeder 153, die den Reaktionskraftkolben 152 stützt, wird in der Simulationskammer 151 erzeugt, und ein geeignetes Pedalgefühl wird dem Fahrer vermittelt.
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Als Nächstes wird eine anomale Operation eines elektrischen Bremssystems für Fahrzeuge im Einzelnen beschrieben. Gemäß 1 bewegt sich, wenn der Fahrer gegen ein Bremspedal 10 tritt, eine mit dem Bremspedal 10 verbundene Eingangslast 12 nach links, und gleichzeitig bewegt sich der mit der Eingangslast 12 in Kontakt stehende erste Kolben 21a auch nach rechts. In diesem Fall ist ein schnelles Bremsen möglich, da ein Spalt nicht zwischen der Eingangslast 12 und dem ersten Kolben 21a vorhanden ist. Das heißt, der durch Unterdrucksetzen des Hauptzylinders 20 erzeugte hydraulische Druck wird durch den ersten und den zweiten Ersatzdurchgang 141 und 142, die zum Ersatzbremsen mit dem Radzylinder verbunden sind, übertragen, um eine Bremskraft zu realisieren. Zu dieser Zeit sind das erste und das zweite Blockierventil 143 und 144, die in dem ersten und dem zweiten Ersatzdurchgang 141 und 142 installiert sind, als NO-Solenoidventile vorgesehen, und das Simulationsventil 155 und das erste und das zweite Umwandlungsventil 133 und 134 sind als NC-Solenoidventile vorgesehen, um zu ermöglichen, dass hydraulischer Druck direkt zu dem Radzylinder 40 übertragen wird. Als eine Folge ist ein stabiles Bremsen möglich und die Bremsstabilität wird somit verbessert.
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Das elektrische Bremssystem für Fahrzeuge erfasst einen Bremswillen des Fahrers gemäß einer Pedalkraft des Bremspedals 10, steuert den Motor 114 durch Ausgabe eines elektrischen Signals, wandelt die Drehbewegung des Motors 114 in eine lineare Bewegung um, um einen hydraulischen Druck zu erzeugen, und ermöglicht hierdurch eine genaue Steuerung des hydraulischen Drucks. Zusätzlich wird, wenn das Bremssystem versagt, ein hydraulischer Bremsdruck, der durch die Pedalbetätigung des Fahrers erzeugt wird, durch die Ersatzdurchgänge 141 und 142 direkt zu dem Radzylinder 40 übertragen, und die Bremsstabilität wird somit verbessert.
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Das elektrische Bremssystem für Fahrzeuge gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung hat die folgenden Vorteile.
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Erstens hat das elektrische Bremssystem eine Konfiguration, die eine Umwandlung der Drehkraft eines Motors in eine lineare Bewegung ermöglicht, um einen hydraulischen Druck zu erzeugen, und hierdurch werden eine genaue Drucksteuerung und strukturelle Vereinfachung im Vergleich mit einem herkömmlichen elektronischen Bremssystem ermöglicht.
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Zweitens wird, wenn ein Bremssystem versagt, die Pedalkraft eines Fahrers direkt zu einem Hauptzylinder übertragen, wodurch eine Fahrzeugbremsung ermöglicht und eine stabile Bremskraft erhalten wird.
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Drittens wird ein zu dem Fahrer übertragenes Pedalgefühl stabil aufrechterhalten, obgleich ein Druck während des Bremsens beliebig gesteuert wird.
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Obgleich wenige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, ist für den Fachmann offensichtlich, dass Änderungen bei diesen Ausführungsbeispielen vorgenommen werden können, ohne die Prinzipien und den Geist der Erfindung zu verlassen, deren Bereich in den Ansprüchen und ihren Äquivalenten definiert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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