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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bremsvorrichtung zum
Bremsen einer Dreheinheit, indem eine Anpresseinheit an einem Aktuator mit
der Dreheinheit in Kontakt gebracht wird, und auf ein Verfahren
zum Steuern der Bremsvorrichtung.
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Ein
Bremsfluiddruck-Steuersystem, das für eine Antiblockier-Steuerung
oder eine Traktionssteuerung vorgesehen ist, ist in
JP-A-5-147524 offenbart, wobei
der Bremszylinderdruck direkt durch Betätigen einer Pumpe geändert wird
und wobei der Fluiddruck des Bremszylinders auf eine Höhe gesteuert
wird, die nicht direkt mit dem Betriebszustand des Bremspedals in
einer Beziehung steht. In einem derartigen System wird eine Zahnradpumpe
zwischen einem Bremshauptzylinder und einem Bremszylinder angeordnet,
wobei die Pumpe normalerweise im Leerlauf ist, um nicht die Zufuhr
des Fluiddrucks des Hauptzylinders zu verhindern, so dass in dem
Fall, dass die Druckverringerung erforderlich ist, wie etwa zum
Zeitpunkt einer Antiblockiersteuerung, der Motor der Zahnradpumpe
so angetrieben wird, dass er das Bremsfluid zum Hauptzylinder zurückleitet,
wohingegen zum Zeitpunkt des Druckanstiegs der Motor umgekehrt angetrieben
wird, um das Bremsfluid zum Bremszylinder zuzuführen.
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Ein
weiteres Bremssystem, das ein Bremspedal und einen Bremszylinder
umfasst, die nicht direkt miteinander verbunden sind, ist in
JP-A-10-203338 offenbart,
in dem der Bremszylinderdruck direkt durch Betätigen einer Pumpe geändert wird.
Dieses System umfasst eine Bypassschaltung parallel zur Pumpe für die Zufuhr
des Bremsfluids von einem Tank zum Bremszylinder, und der Bremsfluiddruck wird
einfach gesteuert, indem die Öffnung
einer verstellbaren Düse
eingestellt wird, die in der Mitte der Schaltung angeordnet ist.
Wenn der Fluiddruck im Bremszylinder eingestellt wird, wird insbesondere
die Öffnung
der verstellbaren Düse,
jedoch nicht die Pumpen-Drehzahl oder das Drehmoment vergrößert, um
dadurch den Fluiddruck für
einen kleineren Öffnungsgrad
zu verringern, wodurch der Fluiddruckanstieg gesteuert wird.
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In
jedem der zuvor beschriebenen herkömmlichen Systeme wird die Pumpe
oder die verstellbare Düse
derart gesteuert, dass der Bremsfluiddruck mit einem Druck übereinstimmt,
der der erforderlichen Bremskraft entspricht.
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In
der normalen Bremsvorrichtung, die Reibung nutzt, ist jedoch ein
Spalt (Belagzwischenraum) zwischen einem sich drehenden Element
wie etwa einer Bremsscheibe und Reibungselementen wie etwa Bremsbelägen vorgesehen,
um das Schleifen des Reibungselements zu verhindern, wenn die Bremskraft
nicht erforderlich ist. So lange sich die Bremsbeläge über die
Strecke bewegen, die dem Belagzwischenraum entspricht, wird jedoch
die Bremskraft nicht erzielt und das Fahrzeug läuft frei. Folglich ist es erforderlich,
die Bremsbeläge
mit der Bremsscheibe wo früh
wie möglich
in Kontakt zu bringen. Außerdem wird
die Bremskraft durch den Druck bestimmt, der durch die Bremsbeläge ausgeübt wird,
d. h. dem Bremsfluiddruck in dem Bremszylinder für den Fall des Fluiddruck-Typs.
Zum Steuern der Bremskraft ist es folglich erforderlich, dass der
Fluiddruck genau gesteuert wird.
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Gemäß dem in
JP-A-5-147524 offenbarten Bremssteuersystem
wird der Öldruck,
der dem Bremszylinder zugeführt
wird, direkt durch die Pumpe erzeugt, beispielsweise kann sich der
Kolben frei bewegen, während
sich die Bremsbeläge über die Strecke
bewegen, die dem Belagzwischenraum entspricht. Folglich bewegt sich
der Kolben fortgesetzt weiter, während
er den Druck wegen des Gleitwiderstands und des Fluidwiderstands
mit dem Bremszylinder erzeugt, bis das Bremsfluid in einer Menge,
die dem Belagzwischenraum entspricht, vollständig zugeführt worden ist. Bereits von
Anfang an kommen die Bremsbeläge
mit der Bremsscheibe in Kontakt, die Kolbenposition ist jedoch eingeschränkt, und
die Durchflussmenge des Bremsfluids, von dem angenommen wird, dass
es sich um eine nicht komprimierbare Flüssigkeit handelt, in den Bremszylinder wird
auf Null verringert. Im Ergebnis steigt der Bremsfluiddruck wegen
der Trägheitskraft
der Pumpe, des Motors und des Bremsfluids und wegen der verzögerten Fluiddruck-Steuerung
steil an. Der Grad dieses steilen Anstiegs im Fluiddruck hängt von
der Durchflussmenge, d. h. von der Motordrehzahl zu dem Zeitpunkt
ab, zu dem die Bremsbeläge
mit der Bremsscheibe in Kontakt kommen, was zu dem Problem führt, dass
die Zeit, in der das Fahrzeug freiläuft, umso kürzer ist, je höher die
Motorgeschwindigkeit ist, während
der Fluiddruck steiler ansteigt.
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In
dem Fall, in dem der Druck durch eine einstellbare Düse gesteuert
wird, wie es in dem anderen Patent des Stands der Technik
JP-A-10-203338 gezeigt
ist, steigt im Gegensatz dazu der Bremsfluiddruck nicht steil an,
die Kolbenbewegungsgeschwindigkeit ändert sich jedoch mit einem
Drucksteuerwert. Wenn eine kleine Bremskraft erforderlich ist, ist folglich
der Drucksteuerwert klein und die Freilaufzeit verlängert sich
entsprechend.
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Das
Dokument
US 6.000.507 offenbart
ein Steuersystem für
eine Reifenbremse, die durch einen Elektromotor betrieben wird.
Wenn die Bremse aktiviert wird, werden die Bremsbeläge durch
eine Abbrems-Steuerung aufgebracht, um eine Bremswirkung zu erzielen.
Wenn die Bremse gelöst
wird, werden die Bremsbeläge
zuerst in eine Position mit einem verringerten Zwischenraum bewegt,
und nach dem Verstreichen einer definierten Wartezeit wird der volle
Zwischenraum auf positionsgesteuerte Weise eingestellt.
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Das
Dokument
DE 19734567A bezieht
sich auf eine Vorrichtung zum Betätigen eines Kraftfahrzeug-Bremssystems,
das die Fahrerhandlungen erfasst, die vor einer Betätigung des
Bremspedals ausgeführt
wurden, um den Bremsvorgang zu beeinflussen. Die Vorrichtung bestimmt
einen Zeitabstand, der zwischen einer Ausgangsposition des Beschleunigungspedals
und einer Anwendung des Bremspedals verstrichen ist, und beeinflusst
den Bremsvorgang des Kraftfahrzeug-Bremssystems in Abhängigkeit vom gefühlten Zeitraum.
Falls der Zeitraum zwischen bestimmten Grenzen liegt, wird die Bremsvorrichtung
mit Energie versorgt.
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Das
Dokument
US 5924508 offenbart
eine Bremsvorrichtung mit einem zweistufigen Bremsverfahren. Dieses
Dokument wird als der aktuelle Stand der Technik angesehen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Bremsvorrichtung
gemäß Anspruch 1
zu schaffen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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1 ist
eine Darstellung, die eine Konfiguration gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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2 ist
eine Darstellung, die den Prozessablauf für eine Initialisierung einer
Bremsvorrichtung gemäß der Erfindung
zeigt.
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3 ist
eine Darstellung, die den Prozessablauf für den Bremsvorgang einer Bremsvorrichtung gemäß der Erfindung
zeigt.
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4 ist
eine Darstellung, die eine Konfiguration einer zweiten Ausführungsform
zeigt, die ein Fluiddrucksystem als Antriebsmittel für die Bremsvorrichtung
gemäß der Erfindung
nutzt.
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5 ist
eine schematische Darstellung, die eine zeitliche Änderung
der Pumpendurchflussmenge und des Bremszylinder-Fluiddrucks für den Fall zeigt, wenn lediglich
der Fluiddruck in Reaktion auf einen Bremsbefehl gesteuert wird.
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6 ist
eine schematische Darstellung, die eine zeitliche Änderung
der Pumpendurchflussmenge und des Bremszylinder-Fluiddrucks für den Fall zeigt, wenn die
Bremssteueroperation gemäß der Erfindung
ausgeführt
wird.
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7 ist
eine Darstellung, die eine Konfiguration einer dritten Ausführungsform
zeigt, die einen Belagpositionssensor als Belagpositions-Erfassungsmittel
gemäß der Erfindung
nutzt.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 ist
eine Darstellung, die eine Konfiguration gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung zeigt. In 1 ist eine Scheibenbremse schematisch
gezeigt. Nichtsdestotrotz kann die Erfindung mit gleicher Wirkung
auch bei anderen Bremsen des Reibungstyps einschließlich einer
Trommelbremse angewendet werden.
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In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 1 einen Aktuator zum Antreiben von Kontaktelemente 2 (die
nachfolgend als die Bremsbeläge
bezeichnet werden), die gegen eine Kontakteinheit 3 gepresst werden
(die nachfolgend als die Bremsscheibe bezeichnet wird), die an der
Welle des Rades befestigt ist. Der Aktuator 1 enthält beispielsweise
einen Kugelgewindeaktuator (linear ball actuator), der durch einen
Motor angetrieben wird, um die Drehwirkung des Motors durch einen
Kugelumlaufmechanismus in eine Hin- und Herbewegung umzusetzen.
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Im
zuvor erwähnten
Fall können
der Vorgang, bei dem die Bremsbeläge 2 in die Nähe der Bremsscheibe 3 gebracht
und gegen diese gepresst werden und der Vorgang, bei dem die Bremsbeläge 2 zurückkehren,
durch eine Vorwärts-
und Rückwärtsdrehung
des Motors ausgeführt
werden. Die Bremskraft wird durch den Druck bestimmt, der durch die
Bremsbeläge
ausgeübt
wird. Die Bremskraft kann folglich durch einen Kraftsensor gemessen
werden oder sie kann aus dem Drehmoment des Motors, der den Aktuator 1 bildet,
d. h. aus der Höhe
des Stroms, der in dem Motor fließt, bestimmt werden.
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Die
Position der Bremsbeläge 2 kann
andererseits bestimmt werden, indem die Anzahl von Umdrehungen des
Motors zum Antreiben des Aktuators 1 gezählt wird.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
werden folglich ein Zähler 87 zum
Erfassen der Drehzahl des Motors und ein Stromdetektor 88 zum
Erfassen des Stroms, der in dem Motor fließt, als Mittel zum Erfassen
der relativen Position der Beläge
verwendet.
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Die
zwei zuvor beschriebenen Arten von Informationen werden in eine
Steuereinheit 10 eingegeben. Wenn das Bremspedal 4 durch
den Fahrer niedergedrückt
wird, wird beispielsweise die erforderliche Bremskraft durch die
Kraft zum Niederdrücken des
Pedals 4 bestimmt. Die Steuereinheit 10 steuert den
Motor des Aktuators 1 so, dass der Belagdruck der erforderlichen
Bremskraft entspricht. Zu diesem Zweck enthält das Pedal 4 einen
Kraftdetektor 4a, um die Kraft zum Niederdrücken zu
erfassen und um diese Kraft in ein elektrisches Signal umzusetzen.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
werden die Bremsbeläge 2 in
eine Position mit einem im Voraus festgelegten Belagzwischenraum
gesetzt, wenn die Bremsvorrichtung initialisiert wird. Ein Beispiel
des initialisierten Zustands der Bremsvorrichtung ist der Zeitpunkt,
wenn der Fahrzeugmotor gestartet wird oder wenn die Parkbremse gelöst wird.
Um diesen Zustand zu erfassen, ist ein Zündschalter 5 oder
ein Parkbremsenschalter 6 mit der Steuereinheit 10 verbunden.
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Wenn
aus diesen Bedingungen bestimmt wird, dass die Bremsvorrichtung
initialisiert ist, stellt eine Belagzwischenraum-Setzeinheit 101 den
Belagzwischenraum gemäß den in 2 gezeigten
Schritten ein. Zuerst wird die Position bestimmt, bei der die Bremsbeläge 2 mit
der Bremsscheibe 3 in Kontakt kommen. Beim Bestimmen dieser
Position werden, wie es in 20 gezeigt
ist, die Bremsbeläge 2 langsam
vorgeschoben, bis ihre Position nicht weiter verändert werden kann. Diese besondere
Position der Bremsbeläge
ist jene, bei der die Bremsbeläge
in Kontakt kommen.
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Wenn
die Bremsbeläge 2 mit
der Bremsscheibe 3 in Kontakt kommen, steigt das erforderliche
Drehmoment an und folglich steigt der Stromwert zum Antreiben des
Motors ebenfalls an. Folglich kann der Kontakt zwischen den Bremsbelägen 2 und der
Bremsscheibe 3 erfasst werden, indem die Änderung
des Stroms durch einen Stromdetektor 88 erfasst wird.
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Es
wird angenommen, dass der Belagzwischenraum so eingestellt ist,
wie es bei Schritt 22 in 2 vorgesehen
ist. Insbesondere kann der Belagzwischenraum eingestellt werden,
indem der Motor in eine umgekehrte Richtung um einen Betrag gedreht wird,
der dem Belagzwischenraum entspricht, der durch die Vorrichtung 102 in 1 eingestellt
wurde. Die Vorrichtung 102 kann ein Speicher zur Speicherung
des Belagzwischenraumes sein.
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Beim
Setzen des Belagzwischenraumes kann ein Mechaniker die Position
einstellen, bei der die Bremsbeläge 2 mit
der Bremsscheibe 3 in Kontakt kommen, und von dieser Position
die Bremsbeläge 2 um
einen Betrag zurücksetzen,
der einem im Voraus festgelegten Zwischenraum entspricht. Auf diese
Weise kann ein besseres Verhältnis
zwischen dem Ursprung und dem Zwischenraum erhalten werden. Ein
Einstellmechanismus zu diesem Zweck kann im Aktuator enthalten sein.
In einem derartigen Fall kann jedoch irgendeine Ände rung, die vor der eigentlichen
Wartungszeit eintritt, nicht korrigiert werden.
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Wenn
der Fahrer beispielsweise durch Niederdrücken des Bremspedals 4 eine
Betätigung
der Bremsvorrichtung startet, indem er, wird die Steueroperation
gemäß der in 3 gezeigten
Vorgehensweise ausgeführt.
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Zum
Zeitpunkt des Bremsvorgangs werden die Bremsbeläge 2 mit der Bremsscheibe 3 in
Kontakt gebracht, wie es beim Schritt 30 in 3 vorgesehen
ist, und hierauf wird das Motor-Drehmoment so gesteuert, wie es
bei den Schritten 31 bis 32 in 3 vorgesehen
ist.
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Diese
Steueroperation wird mit der Positionssteuerung gestartet, bei der
die Bremsbeläge 2 näher an die
Bremsscheibe 3 gesetzt werden, woraufhin die Kraftsteuerung
folgt, bei der die Bremsbeläge 2 gegen
die Bremsscheibe 3 gepresst werden. Folglich kann die Verzögerungszeit
der Bremskrafterzeugung verkürzt
werden und die Genauigkeit der Steuerung der Bremskraft kann verbessert
werden.
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Wenn
die Bremskraftsteuerung wie beim Schritt 33 in 3 bei
einer Unterbrechung des Bremskraftanforderungs-Eingangssignals beendet wird,
wird der Belagzwischenraum erneut wie bei der Initialisierung eingestellt.
Insbesondere wird ein Befehl von der Belagpositions-Steuereinheit 103 ausgegeben,
um den Motorbetrieb um einen Betrag zurückzufahren, der dem Belagzwischenraum
entspricht, der durch die Vorrichtung 102 in 1 eingestellt wurde,
um dadurch die Bremsbeläge 2 von
der Bremsscheibe 3 zu trennen. Die Drehzahl für diese Antriebsoperation
gleicht jener der Rückwärtsdrehung
zur Initialisierung, und folglich kann ohne einen Sensor oder dergleichen zum
Messen der Position der Bremsbeläge
die Position, bei der die Bremsbeläge 2 mit der Bremsscheibe 3 in
Kontakt kommen, bestimmt werden.
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Wenn
die Kontaktposition bestimmt worden ist, können auch in dem Fall, in dem
die Bremsbeläge 2 mit
einer Maximalgeschwindigkeit zur Verkürzung der Freilaufstrecke angetrieben
werden, die Bremsbeläge 2 in
einen sanften Kontakt gebracht werden, indem die Motorantriebsleistung
verringert wird, unmittelbar bevor sie in Kontakt gelangen. Folglich
ist es möglich,
den steilen Anstieg der Kontaktkraft der Bremsbeläge, d. h.
den steilen Anstieg der Bremskraft wegen der Trägheit oder der verzögerten Steuerung
des Aktuators 1 zu vermeiden.
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Danach
wird der Befehl zur Bremsdruck-Steuereinheit 104 umgeschaltet
und der Bremsbelagdruck wird gesteuert, bis das Bremskraftanforderungs-Eingangssignal
verschwindet. Wenn die Bremsbelag-Drucksteuerung beim Verschwinden
des Bremskraftanforderungs-Eingangssignals aufhört, wird ferner der Belagzwischenraum wieder
so eingestellt wie zum Zeitpunkt der Initialisierung, wodurch es
möglich
wird, einen konstanten Zwischenraum der Bremsbeläge 2 beizubehalten.
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Die
erste Ausführungsform,
die einen Kugelgewindeaktuator (linear ball actuator) verwendet, wurde
zuvor beschrieben. Tatsächlich
kann die Erfindung jedoch bei allen Typen einer Reibungsbremsvorrichtung
sowie bei der Bremsvorrichtung mit Belagantriebsmitteln angewendet
werden.
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Nun
wird eine zweite Ausführungsform
der Erfindung erklärt.
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4 ist
eine Darstellung, die eine Konfiguration einer Bremsvorrichtung
des Fluiddrucktyps zeigt. In 4 bezeichnet
das Bezugszeichen 41 einen Vorratstank zur Aufbewahrung
des Bremsfluids. Der Vorratstank 41 ist durch eine Umkehrpumpe 42 mit
einem Bremszylinder 43 verbunden. Die Pumpe 42 wird
durch einen Motor 44 angetrieben. Der in Vorwärts- oder
Rückwärtsrichtung
angetriebene Motor 44 ermöglicht den Druckbeaufschlagungsvorgang, bei
dem das Bremsfluid von dem Vorratstank 41 dem Bremszylinder 43 zugeführt wird,
und den Druckverringerungsvorgang, bei dem das Bremsfluid von dem Bremszylinder 43 zum
Vorratstank 41 zurückgeleitet wird.
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Bei
dem Druckbeaufschlagungsvorgang wird der Kolben 45 unter
dem Druck des Bremsfluids, das durch die Pumpe 42 zugeführt wird,
herausgedrückt, und
die Bremskraft wird erzeugt, wenn die Bremsbeläge 2 gegen die Bremsscheibe 3 gepresst
werden. Die so erzeugte Bremskraft wird durch den Bremsfluiddruck
bestimmt und durch Steuerung des Bremsfluiddrucks gesteuert. Der
Bremsfluiddruck kann auch aus dem Drehmoment des Motors 44 zum
Antreiben der Pumpe 42 bestimmt werden, d. h. aus der Höhe des Stroms,
der dem Motor 44 zugeführt
wird. Wie es in 4 gezeigt ist, kann alternativ
ein Drucksensor 46 verwendet werden. Im Übrigen kann
die Strecke, die durch die Bremsbeläge 2 abgedeckt wird,
von der Durchflussmengen-Erfassungsvorrichtung 47 für das Bremsfluid
bestimmt werden.
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Die
zuvor erwähnten
zwei Arten von Informationen werden in die Steuereinheit 10 eingegeben. Wenn
der Fahrer das Bremspedal 4 unter dieser Bedingung niederdrückt, wird
die erforderliche Brems kraft durch die Kraft zum Niederdrücken des
Bremspedals 4 bestimmt. Die Steuereinheit 10 steuert
den Motor 44, um einen Bremsfluiddruck sicherzustellen, der
dieser erforderlichen Bremskraft entspricht.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
wird die Bremsbelagposition mit einem im Voraus festgelegten Belagzwischenraum
wie in der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform zum Zeitpunkt der
Initialisierung der Bremsvorrichtung mit dem gleichen Verfahren
wie in 2 gesetzt. Als ein Verfahren zur Bestimmung der
Position, bei der die Bremsbeläge 2 mit
der Bremsscheibe 3 in Kontakt kommen, wird die Pumpe 42 langsam
angetrieben, um die Bremsbeläge 2 langsam
vorzuschieben, und die Position der Bremsbeläge 2 in dem Moment,
wenn der Innendruck des Bremszylinders 43 ansteigt, wird
als die Position bestimmt, bei der die Bremsbeläge 2 und die Bremsscheibe 3 miteinander
in Kontakt kommen. Folglich kann die Position, bei der die Bremsbeläge 2 und
die Bremsscheibe 3 miteinander in Kontakt kommen, entweder
durch den Drucksensor 46 oder durch Erfassen des Antriebsstromwerts
des Motors 44 erfasst werden.
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Beim
Setzen des Belag-Zwischenraumes wird die Pumpe durch die Fluidmenge,
die durch die Einheit 102 in Übereinstimmung mit dem Belagzwischenraum
anhand der Informationen der Durchflussmengen-Erfassungsvorrichtung 47 in 4 bestimmt
wurde, in umgekehrte Richtung angetrieben und das Bremsfluid im
Bremszylinder 43 wird in den Vorratstank 41 zurückgeleitet.
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Der
nächste
Startvorgang der Bremsvorrichtung wird auf die gleiche Weise gesteuert,
wie es zuvor in 3 beschrieben wurde. Insbesondere
wird zuerst die Pumpe 42 in Reaktion auf einen Befehl von der Belagpositions-Steuereinheit 103 auf
eine Weise angetrieben, dass dem Bremszylinder 43 eine
Fluidmenge zugeführt
wird, die dem Belagzwischenraum entspricht, der durch die Vorrichtung 102 in 1 anhand
der Informationen der Durchflussmengen-Erfassungsvorrichtung 13 in 4 gesetzt
wurde, und folglich werden die Bremsbeläge 2 mit der Bremsscheibe 3 in
Kontakt gebracht. Die dem Belagzwischenraum entsprechende Fluidmenge
ist gleich der Bremsfluidmenge, die zu dem Vorratstank 41 zum Zeitpunkt
der Initialisierung zurückgeleitet
wird. Deswegen kann die Position, bei der die Bremsbeläge 2 mit
der Bremsscheibe 3 in Kontakt kommen, ohne irgendeinen
Sensor zum Messen der Position der Bremsbeläge 2 bestimmt werden.
Wenn die Kontaktposition bekannt ist, können die Bremsbeläge 2 sanft in
Kontakt gebracht werden, indem die Antriebskraft der Pumpe 42 unmittelbar
vor einem Kontakt auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform
abgeschwächt
wird. Folglich kann der steile Anstieg des Bremsfluiddrucks vermieden
werden, der andernfalls durch die Trägheit oder die verzögerte Steuerung
des Motors 44, der Pumpe 42 und des Bremsfluids
verursacht werden könnte.
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5 zeigt
die Beziehung zwischen dem Bremszylinder-Fluiddruck P(a) und der
Pumpendurchflussmenge Q(b) in Abhängigkeit von der Zeit in der
herkömmlichen
Bremsvorrichtung und sie zeigt die erhöhte Freilaufzeit wegen der
Verkürzung
der Durchflussmenge vor einem Kontakt zwischen den Bremsbelägen 2 und
der Bremsscheibe 3 und sie zeigt außerdem den steilen Anstieg
im Fluiddruck wegen der verzögerten
Fluiddrucksteuerung.
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6 ist
eine schematische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem Bremsfluiddruck
P(a) und der Pumpendurchflussmenge Q(b) in Abhängigkeit von der Zeit in der
Bremssteueroperation gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
zeigt. Im Vergleich zu 5 ist die Freilaufzeit verkürzt, während gleichzeitig
der Fluiddruck stabilisiert wird. Danach wird der Befehl zu der
Bremsdruck-Steuereinheit 104 umgeschaltet und der Bremsfluiddruck
wird bis zum Verschwinden des Bremskraftanforderungs-Eingangssignals
fortgesetzt gesteuert. Ferner wird am Ende der Bremsfluiddruck-Steuerung
beim Verschwinden der Bremskraftanforderung der Belagzwischenraum
wieder so wie zum Zeitpunkt der Initialisierung gesetzt, so dass
ein immer konstanter Zwischenraum der Bremsbeläge aufrecht erhalten wird.
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Im
zuvor beschriebenen Fluiddrucksystem kann die Menge des Bremsfluids,
das durch die Pumpe 42 bewegt wird, bestimmt werden, indem
die Anzahl der Umdrehungen der Pumpenwelle oder der Motorwelle beim
Antreiben der Pumpe gezählt
wird. Da insbesondere die Verschiebung pro Pumpenumdrehung bekannt
ist, kann die Bremsfluidmenge als das Produkt der Pumpendrehzahl
und der Verschiebung berechnet werden. Folglich ist die in 4 gezeigte
Durchflussmengen-Erfassungseinheit 47 mit einem Drehzahldetektor
zum Messen der Drehzahl des Motors konfiguriert. Die dem Zwischenraum
entsprechende Drehzahl kann bestimmt werden, indem das Volumen,
das dem Belagzwischenraum entspricht, durch die Pumpenverschiebung
geteilt wird. Folglich kann unter Verwendung der Drehzahl als ein Befehlswert
von der Vorrichtung 102 das Ausgangssignal des Drehzahldetektors
(der Durchflussmengen-Erfassungseinheit) 47 gesteuert werden,
indem es mit dem Befehlswert von der Vorrichtung 102 verglichen
wird. Zur Erfassung der Drehzahl des Motors wird ein Codierer an
der Welle angebracht, um die Drehzahl direkt zu zählen, oder
die Drehzahl kann aus der Anzahl der Pulsationen des Antriebsstromwerts
gezählt
werden.
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Nun
wird eine dritte Ausführungsform
der Erfindung erklärt.
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7 ist
eine Darstellung, die eine Konfiguration zeigt, die einen Belagpositionssensor 87' anstelle des
Belagpositionssensors 87 zum Messen der Position der Bremsbeläge 2 umfasst,
der entweder direkt oder indirekt die Position messen kann, bei
der die Bremsbeläge 2 mit
der Bremsscheibe 3 in Kontakt kommen. Mit dem Belagpositionssensor 87' wird die Position,
bei der die Bremsbeläge 2 mit
der Bremsscheibe 3 in Kontakt kommen, als ein Ursprung
im Speicher 102A gespeichert, und die Belagposition mit
einem spezifizierten Belagzwischenraum ist im Zwischenraum-Positionsspeicher 102B gespeichert.
Zum Zeitpunkt der Initialisierung oder beim Ende des Bremsvorgangs
vergleicht die Belagzwischenraum-Setzeinheit 101 das Ausgangssignal
des Belagpositionssensors 87' mit
der im Speicher 102B gespeicherten Zwischenraumposition,
während, wenn
die Bremsbeläge 2 zum
Zeitpunkt des Startens des Bremsvorgangs mit der Bremsscheibe 3 in
Kontakt gebracht werden, die Belagpositions-Steuereinheit 103 das Ausgangssignal
des Belagpositionssensors 87' mit
dem Ursprung vergleicht, der zu Steuerzwecken im Speicher 102A gespeichert
ist.
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Außerdem kann
diese Ausführungsform
anders als die zweite Ausführungsform,
die sich auf die Bremse des Fluiddrucktyps bezieht, bei der jedes Rad
eine unabhängige
Pumpe aufweist, bei einer Bremsvorrichtung angewendet werden, bei
der eine Fluiddruckquelle mit einer einzelnen Pumpe konfiguriert
ist, und bei der der Fluiddruck durch Ventilsteuerung mehreren Rädern zugeführt wird.
In einem derartigen Fall wird der Belagzwischenraum für jedes Rad
durch einen Zwischenraum-Mechanismus gesichert, der wie in der normalen
Bremsvorrichtung in jeder Belagantriebseinheit ausgebildet ist.
Folglich misst die Zwischenraum-Setzeinheit 101 den Belagzwischenraum
des jeweiligen Rades ohne Zwangssteuerung des Zwischenraum-Betrags
und speichert die Zwischenraum-Position im Speicher 102B.
Wenn die Bremsbeläge 2 mit
der Bremsscheibe 3 zum Zeitpunkt des Startens des Bremsvorgangs
in Kontakt gebracht werden, vergleicht die Belagpositions-Steuereinheit 103 das
Ausgangssignal des Belagpositionssensors 87 mit dem Ursprung
im Speicher 102A, so dass die Bremsbeläge 2 durch Steuerung
des Ventils für
die Zufuhr des Bremsfluiddrucks für jedes Rad verschoben werden.
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Die
zuvor beschriebenen Ausführungsformen
betreffen ein Beispiel einer Reihe von Operationen, die beim Empfangen
einer Bremskraftanforderung ausgeführt werden. In dem Fall, in
dem der Bremsvorgang durch den Fahrer bei der Erfassung des Anschlussabstandes
oder einer Hindernisposition mittels eines Radars oder dergleichen
vorhergesagt wird, wird der Zwischenraum durch Betätigen der
Belagpositions-Steuereinheit 103 im Voraus geschlossen,
um auf die Bremsanforderung des Fahrers schnell zu reagieren, und
wenn die Bremsanforderung empfangen wird, wird der Druckbeaufschlagungsvorgang
durch die Bremsdruck-Steuereinheit 104 unmittelbar gestartet.
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Die
Steuereinheit 10, die in jeder der zuvor beschriebenen
Ausführungsformen
enthalten ist, kann mit einem gut bekannten Mikrocomputersystem realisiert
werden. Das (nicht gezeigte) Mikrocomputersystem enthält eine
Speichereinheit zum Speichern einer Datenta belle oder eines Bremssteuerprogramms,
das anhand des Ablaufdiagramms von 2, 3 beschrieben
ist, einen Eingans- bzw. Ausgangsanschluss zur Eingabe bzw. Ausgabe
eines Signals, ein RAM zur vorübergehenden
Speicherung der verarbeiteten Daten, eine CPU und eine Busleitung,
die diese verbindet. Die Speichereinheit zur Speicherung des Steuerprogramms
ist beispielsweise ein Halbleiterspeicher. Ein Bildplattengerät oder eine
magnetische Speichereinheit kann auch anstelle des Halbleiterspeichers
verwendet werden, so lange diese computerlesbare Programmcodes aufzeichnen
können.
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Die
Merkmale der jeweiligen Ausführungsformen
können
wie folgt zusammengefasst werden.
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Die
Bremsvorrichtung umfasst eine Belagzwischenraum-Setzeinheit zum
Aufrechterhalten eines im Voraus festgelegten Zwischenraums der Bremsbeläge zum Zeitpunkt
der Initialisierung und am Endes des Bremsvorgangs, eine Belagpositions-Steuereinheit
zum Bewegen der Bremsbeläge der
Bremsvorrichtung zu einer Position in Kontakt mit der Bremsscheibe
beim Starten des Bremsvorgangs und eine Bremskraft-Steuereinheit
zum Steuern der Kraft zum Anpressen der Bremsbeläge, wobei die Bremsbelagposition
so gesteuert wird, dass ein spezifizierter Belagzwischenraum in
Reaktion auf einen Befehl von der Belagzwischenraum-Setzeinheit
zum Zeitpunkt der Bremsen-Initialisierung
sichergestellt wird. Wenn der Bremsvorgang ausgeführt wird,
werden andererseits die Bremsbeläge
um einen Betrag, der dem Belagzwischenraum entspricht, in Reaktion auf
einen Befehl von der Belagpositions-Steuereinheit in Kontakt mit
der Bremsscheibe verschoben, woraufhin der Befehl zur Bremskraft-Steuereinheit umgeschaltet
wird, so dass der Bremsbelagdruck in Reaktion auf einen Bremskraft-Befehlswert
gesteuert wird.
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Im
vorhergehenden Abschnitt (1) bestimmt unter der Annahme, dass die
Antriebseinheit vom Fluiddrucktyp für die Bremsvorrichtung verwendet wird,
die Belagzwischenraum-Setzeinheit das Volumen des Bremsfluids, das
in Übereinstimmung
mit dem Belagzwischenraum von der Belagantriebseinheit zu der Bremsfluidquelle
zurückgeleitet
wird, anhand des Zustands, in dem die Bremsbeläge mit der Bremsscheibe in
Kontakt sind, um dadurch einen konstanten Belagzwischenraum aufrecht
zu erhalten, wobei die Belagspositions-Steuereinheit das Bremsfluid
des Volumens, das dem Belagzwischenraum entspricht, den Belagantriebsmitteln
zuführt.
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Im
vorhergehenden Abschnitt (2) verwenden die Belagzwischenraum-Setzeinheit und die
Belagpositions-Steuereinheit die Drehzahl des Motors als einen Befehlswert
zum Antreiben der Pumpe, um das Volumen entsprechend dem Belagzwischenraum
zu bestimmen.
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Im
vorhergehenden Abschnitt (2) ist das in Reaktion auf einen Befehl
von der Belagpositions-Steuereinheit erzeugte Pumpenantriebs-Drehmoment
größer als
das Pumpenantriebs-Drehmoment, das in Reaktion auf einen Befehl
von der Bremskraft-Steuereinheit anhand des Bremskraft-Befehlswerts
erzeugt wird.
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Im
vorhergehenden Abschnitt (1) oder (2) enthält die Belagantriebseinheit
einen Belagpositionssensor und die Belagzwischenraum-Setzeinheit stellt
die Belagposition um einen Betrag zurück, der einem spezifizierten
Zwischenraum anhand des Ausgangssignals des Belagpositionssensors
in Bezug auf einen Ursprung entspricht, der aus der Position gebildet
wird, bei der die Bremsbeläge
mit der Bremsscheibe in Kontakt sind, wodurch ein vorgegebener Belagzwischenraum
auf recht erhalten wird. Andererseits stellt die Belagpositions-Steuereinheit die
Belagposition anhand des Ausgangssignals des Belagpositionssensors
auf den Ursprung zurück.
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Im
vorhergehenden Abschnitt (1) wird ein vorgegebener Wert des Belagzwischenraums
für die Initialisierung
der Bremsvorrichtung und für
die Beendigung des Bremsvorgangs eingestellt, wobei die Bremsbeläge zum Zeitpunkt
des Startens des Bremsvorgangs um eine Strecke, die dem Belagzwischenraum
entspricht, in einen Kontakt mit der Bremsscheibe verschoben werden.
Diese Verschiebung der Bremsbeläge
entspricht der Rückwärtsbewegung
der Bremsbeläge
zum Setzen des Belag-Zwischenraums zum Zeitpunkt der Initialisierung. Im
Ergebnis kann die Position, bei der die Bremsbeläge mit der Bremsscheibe in
Kontakt kommen, ohne irgendeinen Sensor zum Messen der Bremsbelagposition
bestimmt werden. Wenn die Kontaktposition bestimmt worden ist, kann
die Motorantriebsleistung unmittelbar vor dem Kontakt verringert
werden, um die Bremsbeläge
sanft aufzusetzen, auch wenn die Bremsbeläge mit maximaler Geschwindigkeit
angetrieben werden, um die Freilaufstrecke zu verkürzen. Folglich
ist es möglich,
den steilen Anstieg in der Kontaktkraft der Bremsbeläge, d. h.
die steile Zunahme in der Bremskraft wegen der Trägheit oder
der verzögerten
Steuerung des Aktuators zu vermeiden.
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Im
vorhergehenden Abschnitt (2) wird andererseits wie in (1) die Pumpenantriebskraft
verringert, unmittelbar bevor die Bremsbeläge mit der Bremsscheibe in
Kontakt kommen, um dadurch die Bremsbeläge sanft aufzusetzen. In diesem
Fall kann der steile Anstieg im Bremsfluiddruck, d. h. der steile
Anstieg in der Bremskraft ebenfalls vermieden werden.
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Im
vorhergehenden Abschnitt (3) wird die Pumpendrehzahl, die dem Zwischenraum
in dem Fluiddruck-Typ der Bremsvorrichtung entspricht, als ein Befehlswert
verwendet, und die Pumpendrehzahl wird mit dem Befehlswert verglichen,
wodurch es möglich
wird, den Bremsfluiddruck mit einem einfachen Aufbau zu stabilisieren.
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Im
vorhergehenden Abschnitt (4) wird das Pumpenantriebs-Drehmoment,
um die Bremsbeläge zum
Zeitpunkt des Startens des Bremsvorgangs mit der Bremsscheibe in
Kontakt zu bringen, höher
eingestellt als das Pumpenantriebs-Drehmoment zum Zeitpunkt der
Drucksteuerung, wodurch es möglich wird,
die Freilaufstrecke des Fahrzeugs zu verkürzen, bevor die Bremse zu arbeiten
beginnt.
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Im
vorhergehenden Abschnitt (5) führt
die Bereitstellung eines Belagpositionssensors zu der Wirkung, dass
die Position, bei der die Bremsbeläge mit der Bremsscheibe in
Kontakt kommen, für
eine hohe Ansprechempfindlichkeit und für eine Stabilisierung der Bremskraft
gesteuert wird.
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Wie
es zuvor beschrieben wurde, verhindert die hohe Ansprechempfindlichkeit
und die Stabilisierung der Bremskraft einen Drall und ein Driften
des Fahrzeugs und stabilisiert das Verhalten und die Bewegung des
Fahrzeugs. Bei dem automatischen Bremsvorgang unter Verwendung einer
erweiterten Geschwindigkeitsregelungseinheit zum Messen und Aufrechterhalten
eines konstanten Abstands zu dem vorausfahrenden Fahrzeug oder zu
einem vorausliegenden Hindernis kann die Bremskraft außerdem sanft
und schnell erzeugt werden. Bei der erweiterten Geschwindigkeitsregelungseinheit
zum Messen der Strecke oder des Abstands zu einem vorausfahrenden
Fahrzeug oder einem Hindernis wird ein Belagzwischenraum in dem
Fall im Voraus geschlossen, in dem der Bremsvorgang durch den Fahrer
vorhergesagt werden kann, wodurch es möglich wird, auf die Brems-Anforderung des Fahrers
schnell zu reagieren.
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Selbstverständlich geht
folglich aus der vorhergehenden Beschreibung hervor, dass gemäß dieser
Erfindung die Verzögerungszeit
der Bremskrafterzeugung verkürzt
und die Genauigkeit der Bremssteuerung verbessert werden kann, indem
die Bremsposition und die Bremskraft gesteuert werden.