DE102008037666A1

DE102008037666A1 - Bremsregelvorrichtung

Info

Publication number: DE102008037666A1
Application number: DE102008037666A
Authority: DE
Inventors: Kimio Atsugi-shi Nishino; Toshiyuki Atsugi-shi Innami; Kenichiro Hitachinaka-shi Matsubara; Toshiharu Hitachi-shi Sugawara
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2007-08-17
Filing date: 2008-08-14
Publication date: 2009-03-05
Anticipated expiration: 2028-08-15
Also published as: US20090045672A1; CN101367378B; JP5014919B2; CN101367378A; DE102008037666B4; JP2009045982A; US8348352B2

Abstract

Ein Bremsregelsystem umfasst einen Hauptzylinder, um einen Hauptzylinderdruck zu erzeugen, einen Bremskraftverstärker, um den Hauptzylinder unterstützen, eine erste Regeleinheit, um den Bremskraftverstärker zu regeln, einen hydraulischen Modulator, um einem Radzylinder einen Radzylinderdruck zuzuführen, und eine zweite Regeleinheit, um den hydraulischen Modulator zu regeln. Der haydraulische Modulator umfasst eine Druckquelle, z.B. eine Pumpe, um den Radzylinderdruck zu erhöhen. Die ersten und zweiten Regeleinheiten sind durch eine Datenübertragungsleitung miteinander verbunden. Das Bremsregelsystem umfasst ferner einen Verstärkerzustand-Übertragungsabschnitt, um durch die Datenübertragungsleitung einen Zustand eines Verstärkungssystems zu übertragen, das vom Bremskraftverstärker und der ersten Regeleinheit gebildet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bremsregelvorrichtung mit einem Bremskraftverstärker und einem hydraulischen Modulator zur Regulierung eines Bremsflüssigkeitsdrucks und/oder ein Bremsregelverfahren, das im Falle einer Störung in einem Bremskraftverstärker nützlich ist.
Ein Hauptzylinder wird als Reaktion auf einen Bremsvorgang eines Fahrers betätigt und führt eine Bremsflüssigkeit einem oder mehreren Radzylindern zu. Ein Bremskraftverstärker ist eine Vorrichtung, um den Hauptzylinder zusätzlich zur Bremsenbetätigung eines Fahrers zu betätigen und dadurch die Bremsenbetätigung des Fahrers zu unterstützen. Ein weit verbreiteter Unterdruck-Bremskraftverstärker verwendet im Allgemeinen einen Ansaugunterdruck eines Verbrennungsmotors als Kraft für den Verstärker. In einigen Fällen wird eine Vakuumpumpe als Ersatz für den Motor-Unterdruck verwendet. Jedoch neigt die Verwendung der Vakuumpumpe dazu, die Störungswahrscheinlichkeit im Bremskraftverstärker mehr oder weniger zu erhöhen. Dementsprechend zeigt eine veröffentlichte japanische Patentanmeldung mit der Nummer JP-A-2001-513041 (≈ WO9835867A1 ) eine Methode zur Verhinderung eines Abfalls der Bremskraft durch eine Regelung eines Radzylinderdrucks unter Verwendung einer Pumpe bei einer Antiblockier-Regel-(ABS-Regel-)Einheit zum Zeitpunkt einer Störung im Bremskraftverstärker.
Nach Erfassung einer Störung im Verstärker erhöht das Bremssystem bei der oben genannten Methode die Bremskraft mit der Pumpe, wenn eine Bremsenbetätigung durchgeführt wird. Weil jedoch ein Sensor, wie z. B. ein Drucksensor oder ein Schalter zur Erfassung einer Störung im Verstärker verwendet wird, ist das Bremssystem nicht in der Lage, eine Störung bis zum Eintritt eines tatsächlichen Bremsvorgangs zu erfassen. Wenn daher eine Störung während der Zeitspanne mit nicht betätigter Bremse auftritt, während der kein Bremsvorgang erfolgt, erfordert das Bremssystem eine Zeit, um eine Störung nach dem Beginn eines tatsächlichen Bremsvorgangs zu erfassen, und bedingt eine Verzögerung vom Beginn einer Bremsenbetätigung bis zum Beginn eines Bremsverstärkungsvorgangs. Daher entsteht eine Zeitspanne, während der das Bremssystem keine Verstärkungsfunktion bereitstellen kann, so dass die Erhöhung der Bremskraft langsamer wird, der Bremsweg länger wird und die Gefahr einer Panik beim Fahrer entsteht.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bremsregelvorrichtung und/oder ein Verfahren bereitzustellen, das geeignet ist, um eine Störung in einem Verstärkungssystem zu erfassen, während ein Bremsvorgang nicht durchgeführt wird und um die Sicherheit zu erhöhen. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1, 14 bzw. 17. Die Unteransprüche offenbaren bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist ein Bremsregelsystem auf: einen Hauptzylinder, der durch eine Bremsenbetätigung eines Fahrers betätigt wird; einen Verstärker, um die Betätigung des Hauptzylinders gemäß der Bremsenbetätigung des Fahrers zu unterstützen, um einen Radzylinderdruck zu erhöhen; eine erste Regeleinheit, um den Verstärker zu regeln; einen hydraulischen Modulator zur Flüssigkeitsdruckregelung, der eine Druckquelle umfasst, um den Radzylinderdruck zu erhöhen; eine zweite Regeleinheit, um den hydraulischen Modulator zu regeln; und eine Verbindungsleitung bzw. Datenübertragungsleitung, die die erste Regeleinheit und die zweite Regeleinheit verbindet. Der Verstärker kann einen Verstärkungsmechanismus umfassen, um einen Hauptzylinderdruck gemäß einer Bremsenbetätigungsquantität bzw. Bremsenbetätigungsgröße eines Fahrers zu erhöhen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigt: 1 eine schematische Ansicht eines Bremsregelsystems gemäß einer ersten, zweiten oder dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 einen elektrischen Schaltplan, der einen Hauptdruck-Regelabschnitt gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
3 ein Ablaufdiagramm, das einen Prozess einer Backupregelung eines Radzylinder-Regelabschnitts veranschaulicht;
4 ein Zeitdiagramm, das eine zeitliche Veränderung einer Bremskraft bei der Backupregelung veranschaulicht, die als Reaktion auf eine Änderung bei einem Inter-Unit-Signal bei einem Beispiel (Änderung bis zu einem LO-Niveau) gestartet wurde;
5 ein Zeitdiagramm, das eine zeitliche Veränderung der Bremskraft bei der Backupregelung veranschaulicht, die als Reaktion auf eine Änderung beim Inter-Unit-Signal bei einem weiteren Beispiel (Änderung auf eine kürzere Zeitspanne) gestartet wurde;
6 einen elektrischen Schaltplan, der einen Hauptdruck-Regelabschnitt in gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
7 einen elektrischen Schaltplan, der einen Hauptdruck-Regelabschnitt gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht; und
8 eine schematische Ansicht, die ein Bremsregelsystem gemäß einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt schematisch ein Fahrzeug, das mit einem Bremsregelsystem 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist. Das Fahrzeug umfasst linke und rechte Vorderräder FLW und FRW und linke und rechte Hinterräder RLW und RRW. In 1 repräsentieren Pfeile mit gestrichelter Linie Signalleitungen, die die Richtung des Signalflusses anzeigen.
Das in 1 dargestellte Bremsregelsystem umfasst: einen Hauptzylinder 2, einen Vorratsbehälter RES; einen Raddruck-Regulierungsabschnitt oder -Regulierungsmechanismus 3 (der als hydraulischer Modulator dienen kann); vier Radzylinder 4a–4d für die vier Räder FLW, FRW, RLW bzw. RRW; einen Hauptdruck-Regulierungsabschnitt oder -Regulierungsmechanismus 5 (der als Bremskraftverstärker dienen kann), der mit dem Hauptzylinder 2 verbunden ist; eine Eingangsstange 6; eine Bremsenbetätigungssensorvorrichtung 7; einen Hauptdruck-Regelabschnitt oder eine -Regelvorrichtung 8 zur Regelung des Hauptdruck-Regulierungsabschnitts 5; und einen Raddruck-Regelabschnitt oder eine -Regelvorrichtung 9 zur Regelung des Raddruck-Regulierungsabschnitts 3. Der Hauptdruck-Regelabschnitt 8 kann als erste Regeleinheit oder als erstes Regelglied dienen und der Raddruck-Regelabschnitt 9 kann als zweite Regeleinheit oder zweites Regelglied dienen.
Zusammen mit einem Bremspedal BP kann die Eingangsstange 6 als erste Druckänderungseinrichtung dienen, um einen Hauptdruck (oder Hauptzylinderdruck) Pmc zu erhöhen und zu reduzieren, der ein Flüssigkeitsdruck im Hauptzylinder 2 ist. Der Hauptdruck-Regulierungsabschnitt 5 und der Hauptzylinder-Regelabschnitt 8 und können als zweite Druckänderungseinrichtungen dienen, um den Hauptdruck Pmc zusammen mit einem primären Kolben 2b des Hauptzylinders 2 zu erhöhen und zu reduzieren.
In 1 kennzeichnet ein Pfeil x eine positive x-Richtung (oder Vorwärtsrichtung) entlang einer x-Achse, die sich in axialer Richtung des Hauptzylinders 2 erstreckt. Wie aus 1 ersichtlich, verläuft die positive x-Richtung nach links und eine negative x-Richtung (oder Rückwärtsrichtung) nach rechts. Der Hauptzylinder 2 erstreckt sich axial in die durch den Pfeil dargestellte positive x-Richtung von einem zweiten (näheren) zum Bremspedal näher liegenden Zylinderende zu einem ersten (entfernteren) vom Bremspedal entfernter liegenden Zylinderende. Der Hauptzylinder 2 dieses Beispiels ist ein Tandem-Hauptzylinder, der den zuvor erwähnten primären Kolben 2b, und einen sekundären Kolben 2c umfasst, die in einem Zylindergehäuse 2a verschiebbar sind. Der primäre Kolben 2b liegt längs der x-Achse zwischen dem sekundären Kolben 2c und dem zweiten (näheren) zum Bremspedal BP näher liegenden Zylinderende. Das Zylindergehäuse 2a umfasst eine innere Umfangsfläche, die eine primäre Flüssigkeitsdruckkammer 2d, die axial zwischen den primären und sekundären Kolben 2b und 2c definiert ist und eine sekundäre Flüssigkeitsdruckkammer 2e umgibt und begrenzt, die axial zwischen dem sekundären Kolben 2c und dem ersten (entfernteren) Zylinderende des Zylindergehäuses 2a definiert ist. Der primäre Kolben 2b umfasst eine nach vorn gewandte Fläche, die der positiven x-Richtung zugewandt ist und die primäre Druckkammer 2d definiert. Der sekundäre Kolben 2c umfasst eine nach hinten gewandte Fläche, die der negativen x-Richtung der nach vorn gerichteten Fläche des primären Kolbens 2b zugewandt ist und die primäre Druckkammer 2d zwischen der nach vorn gewandten Fläche des primären Kolbens 2b und der nach hinten gewandten Fläche des sekundären Kolbens 2c definiert; und eine nach vorn gewandte Fläche, die der positiven x-Richtung zugewandt ist und die sekundäre Druckkammer 2e zwischen der nach vorn gewandten Fläche des sekundären Kolbens 2c und der Stirnwand des Zylindergehäuses 2a definiert, die das erste (entferntere) Zylinderende des Hauptzylinders 2 definiert.
Die primäre Druckkammer 2d ist mit einem ersten Bremskreis 10 verbunden. Die zweite Druckkammer 2e ist mit einem zweiten Bremskreis 20 verbunden. Das Volumen der primären Druckkammer 2d wird durch eine relative Verschiebebewegung zwischen dem primären Kolben 2b und dem sekundären Kolben 2c im Zylindergehäuse 2a verändert. Eine Rückstellfeder 2f ist in der primären Druckkammer 2d angeordnet und drückt oder spannt den primären Kolben 2b in die negative x-Richtung vor. Das Volumen der sekundären Druckkammern 2e wird durch eine Bewegung des sekundären Kolbens 2c im Zylindergehäuse 2a verändert. Eine Rückstellfeder 2g ist in der sekundären Druckkammer 2e angeordnet und drückt oder spannt den sekundären Kolben 2c in die negative x-Richtung vor.
Die Eingangsstange 6 erstreckt sich in die positive x-Richtung von einem hinteren, dem Bremspedal BP näheren Stangenende 6b und umfasst einen vorderen Stangenendbereich 6a, der sich durch eine Öffnung in einer Trennwand 2h des primären Kolbens 2b in die primäre Druckkammer 2d erstreckt. Zwischen dem vorderen Stangenendbereich 6a der Eingangsstange 6 und der Trennwand 2h des primären Kolbens 2b ist eine Einrichtung zur Abdichtung des Abstands zwischen diesen vorgesehen, um die Flüssigkeitsdichtigkeit sicherzustellen und eine axiale Bewegung des vorderen Stangen Endbereichs 6a die Eingangsstange 6 relativ zur Trennwand 2h entlang der x-Achse zu ermöglichen. Der hintere Stangenendbereich 6b der Eingangsstange 6 ist mit dem Bremspedal BP verbunden. Die Eingangsstange 6 bewegt sich in die positive x-Richtung nach vorn, wenn das Bremspedal BP niedergedrückt wird, und bewegt sich in die negative x-Richtung nach hinten, wenn das Bremspedal BP auf seine Lösestellung zurückgeführt wird.
Das Betriebsmittel (die Bremsflüssigkeit) in der primären Druckkammer 2d wird durch die axiale Vorwärtsbewegung der Eingangsstange 6 oder des primären Kolbens 2b (der von einem Antriebsmotor 50 angetrieben wird) unter Druck gesetzt. Die unter Druck gesetzte Flüssigkeit wird über den ersten Bremskreis 10 dem Raddruck-Regulierungsabschnitt (oder Modulator) 3 zugeführt. Durch den Druck in der primären Druckkammer 2b in wird der sekundäre Kolben 2c in die positive x-Richtung gepresst. Das Betriebsmittel (die Bremsflüssigkeit) in der sekundären Druckkammer 2e wird durch diese axiale Bewegung des sekundären Kolbens 2c in die positive x-Richtung unter Druck gesetzt und über den zweiten Bremskreis 20 dem Raddruck-Regulierungsabschnitt 3 zugeführt.
Mit dieser Anordnung der Eingangsstange 6, die mit dem Bremspedal BP verriegelt ist und die Bremsflüssigkeit in der primären Druckkammer 2d unter Druck setzt, kann der Fahrer den Hauptdruck Pmc erhöhen, um eine erforderliche Bremskraft durch das Niederdrücken des Bremspedals BP im Fall des Ausfalls des Antriebsmotors 50 aufgrund einer Störung sicherzustellen. Zudem nimmt die Eingangsstange 6 eine Kraft auf, die dem Hauptdruck Pmc entspricht und überträgt die Kraft als Bremspedal-Reaktionskraft über das Bremspedal BP an den Fahrer. Dadurch kann diese Anordnung die Notwendigkeit einer Vorrichtung, wie z. B. einer Feder, eliminieren, um eine erforderliche Bremspedalreaktion zu erzeugen. Daher ist diese Anordnung wirksam, um die Größe und das Gewicht des Bremsregelsystems zu reduzieren und die Leichtigkeit des Einbaus des Bremsregelsystems zu verbessern.
Die oben erwähnte Bremsenbetätigungssensorvorrichtung 7 ist ein Sensor, um eine Bremsenbetätigungsgröße oder eine Bremseingabe eines Fahrers abzutasten. Die Bremsenbetätigungssensorvorrichtung 7 ist in der Nähe des hinteren Stangenendes 6b der Eingangsstange 6 vorgesehen und tastet eine vom Fahrer angeforderte Bremskraft ab. Die Bremsenbetätigungssensorvorrichtung 7 dieses Beispiels umfasst einen Verschiebungssensor (oder Hubsensor zum Abtasten eines Hubs des Bremspedals BP), um eine Verschiebungsgröße der Eingangsstange 6 in der x-Richtung abzutasten. Genauer gesagt umfasst die Bremsenbetätigungssensorvorrichtung 7 in diesem Beispiel erste und zweite Verschiebungssensoren 7a und 7b. Die Bremsenbetätigungssensorvorrichtung 7 ist mit dem Hauptdruck-Regelabschnitt 8 verbunden und führt die von den Verschiebungssensoren 7a und 7b abgetasteten Verschiebungsgrößen dem Regelabschnitt 8 zu. Mit den zwei Verschiebungssensoren 7a und 7b kann die Bremsenbetätigungssensorvorrichtung 7 eine Bremsanforderung des Fahrers abtasten, selbst wenn einer der Verschiebungssensoren ausfällt und dadurch die einwandfreie Funktion des Bremsregelsystems ausfallsicher gewährleisten.
Die Bremsenbetätigungssensorvorrichtung 7 kann einen Pedalkraftsensor, um eine auf das Bremspedal BP aufgebrachte Kraft abzutasten, oder eine Kombination eines solchen Pedalkraftsensors und eines Hubsensors umfassen.
Der Vorratsbehälter RES umfasst zumindest zwei Flüssigkeitskammern, die durch eine Trennwand getrennt sind und über Flüssigkeitsdurchgänge 10j und 20j mit den primären bzw. sekundären Druckkammern 2d und 2e des Hauptzylinders 2 verbunden sind.
Der Raddruck-Regulierungsabschnitt oder -Regulierungsmechanismus 3 ist eine hydraulische Druckregeleinheit (die als hydraulischer Modulator dient), die eine ABS-Regelung, eine Regelung zur Stabilisierung eines Fahrzeugverhaltens, usw. durchführen kann. Der Raddruck-Regulierungsabschnitt 3 führt die vom Hauptzylinder 2 oder dergleichen unter Druck gesetzte Flüssigkeit jedem Radzylinder 4a–4d als Reaktion auf einen Regelbefehl des Raddruck-Regelabschnitts 9 zu.
Es ist möglich, bekannte Typen von Aktuatoren als Radzylinder 4a–4d zu verwenden. Die Radzylinder 4a–4d dieses Beispiels sind hydraulische Aktuatoren, die jeweils einen Zylinder, einen Kolben und einen Belag umfassen. Durch Aufnahme des Drucks vom Raddruck-Regulierungsabschnitt 3 kann jeder der Radzylinder 4a–4d den Belag mit dem Kolben auf eine entsprechende von Bremsscheiben 40a–40d pressen. Jede der vier Bremsscheiben 40a–40d dreht sich als Einheit mit einem entsprechenden der Vorder- und Hinterräder FLW, FRW, RLW und RRW. Die auf die Bremsscheiben 40a–40d aufgebrachten Bremsmomente erzeugen Bremskräfte zwischen den vier Rädern und der Straßenoberfläche.
Der Hauptdruck-Regulierungsabschnitt 5 umfasst einen Mechanismus, um die Verschiebungsgröße des primären Kolbens 2b, die dem Hauptzylinderdruck Pmc entspricht, als Reaktion auf ein Regelsignal des Hauptdruck-Regelabschnitts 8 zu verändern. Der in 1 dargestellte Hauptdruck-Regulierungsabschnitt 5 umfasst einen Antriebsmotor 50, ein Reduzierungsgetriebe 51 und eine Wandlervorrichtung 55 für eine Rotation in eine Translation.
Der Hauptdruck-Regelabschnitt 8 (der als erste Regeleinheit dienen kann) umfasst eine Verarbeitungsschaltung oder einen Prozessor, um die Betätigung des Antriebsmotors 50 gemäß den von der Bremsenbetätigungssensorvorrichtung 7 und dem Antriebsmotor 50 zugeführten Sensorsignalen zu regeln
Der Raddruck-Regelabschnitt 9 (der als zweite Regeleinheit dienen kann) umfasst eine Verarbeitungsschaltung oder einen Prozessor, um eine gewünschte Soll-Bremskraft zu berechnen, die für jedes der vier Räder FLW, FRW, RLW und RRW gemäß der Eingabeinformationen erzeugt werden soll, die einen Fahrzeugzwischenabstand auf ein vorausfahrendes Fahrzeug, Straßeninformationen und eine oder mehrere Fahrzeug-Betriebszustände oder Fahrzeug-Bewegungsvariablen (wie z. B. eine Giergeschwindigkeit, Längsbeschleunigung, Querbeschleunigung, einen Lenkradwinkel, Radgeschwindigkeiten und eine Fahrzeugaufbau-Geschwindigkeit) umfassen. Gemäß den berechneten Soll-Bremskräften regelt der Raddruck-Regelabschnitt 9 die Betätigungen der Aktuatoren (z. B. vonMagnetventilen und einer Pumpe) des Raddruck-Regulierungsabschnitts 3.
Eine Signalleitung L verbindet den Hauptdruck-Regelabschnitt 8 und den Raddruck-Regelabschnitt 9 und ermöglicht einen Datenaustausch zwischen den beiden Regelabschnitten 8 und 9. Die Signalleitung L kann als Datenübertragungsleitung eines Datenübertragungsabschnitts dienen, der die ersten und zweiten Regeleinheiten (8, 9) verbindet.
Der Raddruck-Regulierungsabschnitt 3 weist einen hydraulischen Bremskreis auf, der wie nachfolgend erläutert aufgebaut ist.
Der Bremskreis umfasst zwei unabhängige Systeme; ein primäres System und ein sekundäres System. Das primäre System nimmt die Zufuhr der Bremsflüssigkeit von der primären Druckkammer 2d des Hauptzylinders 2 auf und reguliert die Bremskräfte des linken Vorderrads FLW und des rechten Hinterrads RRW über den ersten Bremskreis 10. Das sekundäre System nimmt die Zuführung der Bremsflüssigkeit von der sekundären Druckkammer 2e des Hauptzylinders 2 auf und reguliert die Bremskräfte des rechten Vorderrads FRW und des linken Hinterrads RLW über den zweiten Bremskreis 20. Mit dieser Anordnung, die X-Leitungsanordnung bezeichnet wird, kann das Bremssystem, selbst wenn eines der primären und sekundären Systeme nicht mehr im Stande ist, einwandfrei zu funktionieren, die Bremskräfte der zwei diagonal getrennten Räder unter Verwendung des anderen Systems sicherstellen, das in einem Normalzustand bleibt, und dadurch ein stabiles Fahrzeugverhalten aufrechterhalten. Die nachfolgende Beschreibung nimmt als Beispiel das primäre System.
Der Bremskreis 10(20) umfasst einen gemeinsamen Zuführungsschaltkreisabschnitt 10k(20k), der sich von einem stromaufwärtsseitigen Anschluss, der mit dem Hauptzylinder 2 (der primären Druckkammer 2d oder der sekundären Druckkammer 2e) verbunden ist, bis zu einem ersten Verbindungspunkt erstreckt, einen ersten Verzweigungsabschnitt 10a(20a), der sich vom ersten Verbindungspunkt bis zu einem zweiten Verbindungspunkt erstreckt, einen ersten Zuführungsabschnitt 10l(20l), der sich vom zweiten Verbindungspunkt bis zum Radzylinder 4a(4b) erstreckt, einen zweiten Verzweigungsabschnitt 10b(20b), der sich vom erstem Verbindungspunkt bis zu einem dritten Verbindungspunkt erstreckt, einen zweiten Zuführungsabschnitt 10m(20m), der sich vom dritten Verbindungspunkt bis zum Radzylinder 4d(4c) erstreckt, einen ersten Rückführungsabschnitt 10c(20c), der sich vom zweiten Verbindungspunkt bis zu einem vierten Verbindungspunkt erstreckt, einen zweiten Rückführungsabschnitt 10d(20d), der sich vom dritten Verbindungspunkt bis zum vierten Verbindungspunkt erstreckt, und einen gemeinsamen Rückführungsschaltkreisabschnitt 10e, der sich vom vierten Verbindungspunkt bis zu einem Vorratsbehälter 16(26) erstreckt.
Ein äußeres Absperrventil 11(21) (das als erstes Absperrventil dienen kann) ist im gemeinsamen Zuführungsabschnitt 10k vorgesehen und öffnet sich, um die vom Hauptzylinder 2 unter Druck gesetzte Bremsflüssigkeit in den Radzylindern 4a(4b) und 4d(4c) zuzuführen. Erste und zweite Druckerhöhungsventile 12(22) bzw. 13(23) sind in den ersten und zweiten Verzweigungsabschnitten 10a(20a) und 10b(20b) vorgesehen, und öffnen sich, um die vom Hauptzylinder 2 oder von der später beschriebenen Pumpe P unter Druck gesetzte Bremsflüssigkeit den Radzylindern 4a(4b) und 4d(4c) zuzuführen. Die ersten bzw. zweiten Druckreduzierventile 14(24) und 15(25) sind in den ersten und zweiten Rückführungsabschnitten 10c(20c) und 10d(20d) vorgesehen und öffnen sich, um die Raddrücke (Pwc) zu reduzieren, die die Drücke in den Radzylindern 4a(4b) und 4d(4c) sind.
Der Bremskreis 10(20) umfasst ferner ein Ansaugkreisabschnitt 10g(20g), der sich vom stromaufwärtsseitigen, mit dem Hauptzylinder 2 verbundenen Anschluss zu einem fünften Verbindungspunkt erstreckt, einen Rückführungskreisabschnitt 10f(20f), der sich vom Vorratsbehälter 16(26) bis zum fünften Verbindungspunkt erstreckt, und einen Ansaugabschnitt 10h(20h), der sich vom fünften Verbindungspunkt bis zur Pumpe P erstreckt. Ein inneres Absperrventil 17(27) (das als zweites Absperrventil dienen kann) ist im Ansaugkreisabschnitt 10g(20g) vorgesehen und öffnet und schließt der Ansaugkreisabschnitt 10g(20g). Zum Beispiel wird das innere Absperrventil 17(27) geöffnet, um den Radzylindern 4a(4b) und 4d(4c) den Druck zuzuführen, der von der Pumpe über den vom Hauptzylinder 2 zugeführten Druck erhöht wurde.
Der Bremskreis 10 ist mit der Pumpe P verbunden, die als Druckquelle dient, die zusätzlich zum Hauptzylinder 2 vorgesehen ist. Die Pumpe P dieses Beispiels ist eine Zahnradpumpe, um die Bremsflüssigkeit anzusaugen und auszustoßen. Wenn der Druck z. B. höher als der vom Hauptzylinder 2 erzeugte Druck bei einem automatischen Bremsvorgang einer Stabilisierungsregelung des Fahrzeugverhaltens ist, wird die Pumpe P betätigt, um den Hauptdruck Pmc des Hauptzylinders 2 zu erhöhen und den erhöhten Druck den Radzylindern zuzuführen. Bei dem in 1 dargestellten Beispiel ist die Pumpe P aus einer ersten Pumpe P1 für den ersten Bremskreis 10 und einer zweiten Pumpe P2 für den zweiten Bremskreis 20 zusammengesetzt. Die Pumpe P1(P2) umfasst eine Einlassöffnung, die mit dem Ansaugkreisabschnitt 10h(20h) verbunden ist, und eine Auslassöffnung, die mit dem Kreisabschnitt 10k(20k) durch einen Ausstoßkreisabschnitt 10i(20i) verbunden ist, der sich von der Auslassöffnung der Pumpe P1(P2) bis zum ersten Verbindungspunkt erstreckt.
Ein Motor M dieses Beispiels ist ein bürstenloser Gleichstrommotor. Jede der Pumpen P1 und P2 ist mit einer Motor-Ausgangswelle des Motors M verbunden. Der Motor M nimmt elektrische Energie auf, die aufgrund eines Regelbefehls des Raddruck-Regelabschnitts 9 zugeführt wird, und treibt die ersten und zweiten Pumpen P1 und P2 an.
Das äußere Absperrventil 11(21), das innere Absperrventil 17(27), die Druckerhöhungsventile 12(22) und 13(23) und die Druckreduzierventile 14(24) und 15(25) sind allesamt elektromagnetische Wegeventile, die durch eine elektrische Anschaltung und Abschaltung geöffnet und geschlossen werden. Der Raddruck-Regelabschnitt 9 kann die Ventilöffnungsgrade dieser Magnetventile individuell regeln, indem ein Antriebsignal für jedes Ventil erzeugt wird und ein Antriebsstrom jedem Ventil zugeführt wird, der dem Antriebsignal für jedes Ventil entspricht.
Das äußere Absperrventil 11(21) und die Druckerhöhungsventile 12(22) und 13(23) sind drucklos geöffnete Ventile, während das innere Absperrventil 17(27) und die Druckreduzierventile 14(24) und 15(25) drucklos geschlossene Ventile sind. Mit dieser Anordnung kann der Bremskreis 10(20) die Bremskraft, wie die vom Fahrer gewünscht, durch Zuführung der Bremsflüssigkeit erzeugen, die vom Hauptzylinder 2 für die Radzylinder 4a(4b) und 4d(4c) unter Druck gesetzt wurde, selbst wenn eine Störung eine Unterbrechung der Energiezuführung zu einem der Magnetventile verursacht. Es ist jedoch optional, die Anordnung einzusetzen, bei der das äußere Absperrventil 11(21) und die Druckerhöhungsventile 12(22) und 13(23) drucklos geschlossene Ventile sind, während das innere Absperrventil 17(27) und die Druckreduzierventile 14(24) und 15(25) drucklos geöffnete Ventile sind.
Der zweite Bremskreis 20 ist in seinem Aufbau im Wesentlichen identisch mit dem ersten Bremskreis 10.
Ein Haupt-(zylinder-)drucksensor ist ein Sensor, um den Haupt-(zylinder-)Druck Pmc abzutasten. Im Beispiel von 1 umfasst der Hauptdrucksensor eine primäre Hauptdruck-Sensorvorrichtung 3a, die im ersten Bremskreis 10 vorgesehen ist, um den Hauptdruck Pmc auf der primären Seite (den Druck in der primären Druckkammer 2d) abzutasten, und eine sekundäre Hauptdruck-Sensorvorrichtung 3b, die im zweiten Bremskreis 20 vorgesehen ist), um den Hauptdruck Pmc auf der sekundären Seite (den Druck in der sekundären Druckkammer 2e) abzutasten. Im Beispiel von 1 ist die Hauptdruck-Sensorvorrichtung 3a zwischen dem Hauptzylinder 2 und dem Raddruck-Regulierungsabschnitt 3 (außerhalb des Abschnitts 3) vorgesehen, während die Hauptdruck-Sensorvorrichtung 3b im Raddruck-Regulierungsabschnitt 3 vorgesehen ist. Die von den Hauptdruck-Sensorvorrichtungen 3a und 3b abgetasteten Informationen werden dem Hauptdruck-Regelabschnitt 8 und dem Raddruck-Regelabschnitt 9 zugeführt. Es ist möglich, die Anzahl und die Positionen der Hauptdruck-Sensorvorrichtungen unter Berücksichtigung der Regelbarkeit und des ausfallsicheren Verhaltens angemessen zu bestimmen, ohne auf das Beispiel von 1 beschränkt zu sein.
Der Raddruck-Regulierungsabschnitt 3 arbeitet folgendermaßen. In einem normalen Regelzustand wird die Bremsflüssigkeit vom Hauptzylinder 2 den Radzylindern 4a–4d über die ersten und zweiten Bremskreise 10 und 20 zugeführt und die Radzylinder erzeugen die Bremskräfte.
Bei der ABS-Regelung führt das Bremssystem einen Druckreduzierungsvorgang z. B. im Falle des linken Vorderrads FLW aus, indem das mit dem Radzylinder 4a verbundene Druckreduzierventil 14 geöffnet wird und das Druckerhöhungsventil 12 geschlossen wird und dadurch die Bremsflüssigkeit vom Radzylinder 4a zum Vorratsbehälter 16 zurückgeführt wird. Wenn sich das linke Vorderrad FLW aus einer Blockiertendenz erholt, führt das Bremssystem einen Druckerhöhungsvorgang aus, indem das Druckerhöhungsventil 12 geöffnet wird und das Druckreduzierventil 14 geschlossen wird. In diesem Fall führt die Pumpe P die Bremsflüssigkeit vom Vorratsbehälter 16 zum Bremskreisabschnitt 10k zurück.
Bei der automatischen Bremsregelung für die Stabilisierungsregelung des Fahrzeugverhaltens oder anderen Regelungen werden die äußeren Absperrventile 11 und 21 geschlossen und die inneren Absperrventile 17 und 27 geöffnet. Dabei wird die Pumpe P angetrieben, um die Bremsflüssigkeit vom Hauptzylinder 2 über die Ansaugabschnitte 10g, 10h, 20g und 20h und die Ausstoßabschnitte 10i und 20i zu den Kreisabschnitten 10k und 20k auszustoßen. Darüber hinaus regelt das Bremssystem die äußeren Absperrventile 11 und 21 und/oder das Druckerhöhungsventil 12, 13, 22 und 23, um den Raddruck Pwc auf den gewünschten Soll-Druck zu regeln, um eine erforderliche Bremskraft zu erreichen.
Wenn der Fahrer einen Bremsvorgang durch das Niederdrücken des Bremspedals ausführt, erzeugt der Hauptzylinder 2 den Hauptdruck. Normalerweise erzeugt das Bremssystem einen höheren Hauptdruck durch Verstärkung der Axialkraft des Bremspedals (die einer Schubkraft der Eingangsstange 6 entspricht) mit einem Verstärkungssystem (das dem Hauptdruck-Regulierungsmechanismus 5 und dem Hauptdruck-Regelabschnitt 8 entspricht). Im Falle einer Störung in diesem Verstärkungssystem ist jedoch das Bremssystem nicht mehr in der Lage, den Hauptdruck zu erhöhen.
Um den Raddruck, verglichen mit dem Hauptdruck, der von der Bremspedal-Niederdrückkraft des Fahrers erzeugt wird, zu erhöhen, ist die Kraft äquivalent zur Bremskraftverstärkung. Dementsprechend ist es möglich, ein Verstärkersystem zu erreichen, indem ein höherer Soll-Raddruck als der Hauptdruck durch eine Druckdifferenz festgelegt wird, die einem vorgegebenen Verstärkungsverhältnis entspricht, und indem der tatsächliche Raddruck auf den Soll-Raddruck geregelt wird. Daher führt der Raddruck-Regulierungsmechanismus 3 beim Bremsregelsystem 1 gemäß der ersten Ausführungsform die Funktion zur Beibehaltung der oben genannten Druckdifferenz durch die Regelung der äußeren Absperrventile 11 und 21 (eine später erläuterte Backupregelung) aus.
Der Raddruck-Regulierungsabschnitt 3 führt eine Bremserstärkungsregelung auf die nachfolgende Art und Weise mit den Regelungen der Pumpe P, der inneren Absperrventile 17 und 27 und der äußeren Absperrventile 11 und 21 aus. Kurz gesagt erreicht das Bremssystem den Bremsverstärkungsvorgang, indem die inneren Absperrventile 17 und 27 geöffnet werden, die Pumpe P in einem Zustand gehalten wird, um einen vorgegebenen Flüssigkeitsdruck mit einer Antriebsregelung ausstoßen zu können und indem die äußeren Absperrventile 11 und 21 geregelt werden, um die Druckdifferenz zu regeln. Nachfolgend erfolgt eine detailliertere Beschreibung mit Bezug auf den ersten Bremskreis 10 als Beispiel.
Das äußere Absperrventil 11 umfasst eine Spule, um eine elektromagnetische Anziehungskraft zu erzeugen, ein bewegliches Ventilelement, das sich gemäß der Anziehungskraft bewegt und den Ventilöffnungsgrad reguliert, und einen Ventilkörper mit einem stromaufwärtsseitigen Anschluss, der mit dem Hauptzylinder 2 verbunden ist, und einen stromabwärtsseitigen Anschluss, der mit dem ersten Verbindungspunkt verbunden ist.
Das Ventilelement nimmt eine Kraft Fwc in der Ventilöffnungsrichtung, die dem Druck auf der stromabwärtsseitigen oder Radzylinder-Seite entspricht, eine Kraft Fmc in der Ventilschließrichtung, die dem Druck auf der stromaufwärtsseitigen oder Hauptzylinder-Seite entspricht, und eine Kraft Fb in der Ventilschließrichtung auf, die der elektromagnetischen Anziehung entspricht. Da das äußere Absperrventil 11 ein drucklos geöffnetes Ventil ist, nimmt das Ventilelement zudem eine Kraft in der Ventilöffnungsrichtung auf, die von einer Feder verursacht wird. Die Federkraft wird jedoch in der nachfolgenden Beschreibung vernachlässigt. (Es ist möglich, diese Federkraft zu berücksichtigen, indem ein Versatzwert festgelegt wird.)
Das bewegliche Ventilelement wird an einer Position gehalten, die sich durch diese Kräfte im Gleichgewicht befindet. Mit anderen Worten bleibt das bewegliche Ventilelement stationär, wenn Fmc + Fb – Fwc = 0 (Fb = Fwc – Fmc) ist; bewegt sich in die Ventilschließrichtung, wenn Fmc + Fb – Fwc > 0 (Fb > Fwc – Fmc) ist; und bewegt sich in die Ventilöffnungsrichtung, wenn Fmc + Fb – Fwc < 0 (Fb < Fwc – Fmc) ist. Die Kraft Fmc steht in Beziehung mit dem Hauptzylinderdruck Pmc und die Kraft Fwc steht in Beziehung mit dem Raddruck Pwc. Daher steht die Differenz (Fwc-Fmc) in Beziehung mit einer Soll-Druckdifferenz zwischen dem Hauptdruck Pmc und dem Raddruck Pwc, die durch die Verstärkungsregelung erreicht werden soll. Andererseits ist die Position des Ventilelements durch das Gleichgewicht zwischen Fb und (Fwc–Fmc) bestimmt. Folglich kann die Position des Ventilelements zur Erreichung der Soll-Druckdifferenz ΔP automatisch ermittelt werden, indem die elektromagnetische Anziehungskraft Fb mit einer Größe gleichgroß wie (Fwc – Fmc) festgelegt wird, die der Soll-Druckdifferenz ΔP entspricht.
Die Soll-Druckdifferenz ΔP wird gemäß dem Hauptdruck Pmc, der vom Hauptdrucksensor (3a, 3b) abgetastet wird, und einem gewünschten Soll-Verstärkungsverhältnis bestimmt. Es ist jedoch optional, die vom Bremsenbetätigungssensor 7 abgetastete Bremsenbetätigungsgröße vom Hauptdruck-Regelabschnitt 8 aufzunehmen und die Soll-Druckdifferenz ΔP gemäß der abgetasteten Bremsenbetätigungsgröße zu ermitteln.
Um die Verstärkungsregelung unter Verwendung des Raddruck-Regulierungsmechanismus 3 auszuführen, wird der Raddruck-Regulierungsmechanismus 3 (Modulator) geregelt, um den Raddruck Pwc höher als den Hauptdruck Pmc zu machen, indem ein höherer Druck auf der Seite des Radzylinders oder der stromabwärtsseitigen Seite des äußeren Absperrventils 11(21) im stromabwärtsseitigen Hydraulikkreisabschnitt zwischen dem äußeren Absperrventil 11(21) und den Radzylindern 4a und 4d (4b und 4c) erzeugt wird. Wenn die elektromagnetische Anziehungskraft Fb in diesem Fall gleichgroß wie ein Wert festgelegt wird, der der Soll-Druckdifferenz ΔP entspricht, kann der Druckregulierungsmechanismus 3 den Soll-Raddruck Pwc erreichen, indem die Position des Ventilelements gemäß einem Verstärkungsvorgang im stromabwärtsseitigen Abschnitt automatisch in Richtung der Radzylinder 4a und 4d verschoben wird. Wenn der Raddruck Pwc z. B. höher als der Sollwert ist, bewegt sich das bewegliche Ventilelement in die Ventilöffnungsrichtung und bewirkt eine Reduzierung des Raddrucks dadurch, dass der Bremsflüssigkeit ermöglicht wird, automatisch von den Radzylindern 4a und 4d zur Seite des Hauptzylinders oder zur stromaufwärtsseitigen Seite zu fließen, bis die Soll-Druckdifferenz ΔP erreicht ist. Dementsprechend kann das Bremssystem den Raddruck Pwc automatisch auf das gewünschte Druckniveau regeln, ohne dass eine Feedback-Regelung unter Verwendung eines Drucksensors zur Erfassung eines tatsächlichen Radzylinderdrucks benötigt wird.
Somit kann das Bremssystem die Notwendigkeit eines komplizierten Feedback-Regelsystems, wie oben erläutert, vermeiden. Zudem ermöglicht es das Bremssystem, einen Regelfehler des Motors M mit dem äußeren Absperrventil 11 abzufangen. Wenn die elektromagnetische Anziehungskraft Fb, die der Soll-Druckdifferenz ΔP entspricht, nämlich in einer Art Feedforward-Regelung gemäß dem Hauptdruck Pmc erzeugt wird, der der Bremspedal-Niederdrückkraft des Fahrers entspricht, kann das äußere Absperrventil 11 die Soll-Druckdifferenz ΔP erreichen und führt die Funktion ähnlich wie die Funktion eines Feedback-Regelmechanismus aus. Daher benötigt das Bremssystem keinen Sensor, um einen Zustand eines geregelten Systems abzutasten, und weitere Teile, die im elektronischen Feedback-Regelsystem erforderlich wären, und die Regelstabilität ist sehr hoch.
Während das äußere Absperrventil 11, wie oben beschrieben, geregelt wird, wird die Pumpe P1 im Wesentlichen im offenen Zustand angetrieben, bei dem das innere Absperrventil 17 offen ist. Da die Pumpe P1 vom Motor M angetrieben wird, kann das Bremssystem z. B. ausgelegt werden, um zum Beispiel einen vorgegebenen Zustand, wie z. B. eine minimale Drehzahl festzulegen, um einen Ausstoßdruck zu erreichen, der einen vervielfachten Raddruck Pwc zuführen kann, der gemäß dem Hauptdruck Pmc ermittelt wird, und um den Motor M anzutreiben, um die minimale Drehzahl zu erreichen. Dadurch kann das Bremssystem den Raddruck Pwc auf einen gewünschten Druck regeln, indem der erforderliche Druck von der Pumpe P1 zugeführt wird.
Wie oben beschrieben, saugt die Pumpe P1 die Bremsflüssigkeit vom Hauptzylinder 2 über die Flüssigkeitskreisabschnitte 10g und 10h an und stößt die Bremsflüssigkeit zu den Radzylindern 4a und 4d aus. Ohne dass ein Hubsimulator vorgesehen werden muss, kann das Bremssystem demzufolge einen Bremspedalhub des Fahrers sicherstellen. Dadurch, dass nur die Erfassung des Hauptdrucks Pmc erforderlich ist, kann das Bremssystem darüber hinaus das Verstärkungssystem ausführen (die später beschriebene Backupregelung durchführen), selbst wenn ein Hubsensor (der Bremsenbetätigungssensor 7) ausfällt.
Der Hauptdruck-Regulierungsmechanismus (oder Bremskraftverstärker) 5 (der den Antriebsmotor 50, das Reduzierungsgetriebe 51 und die Wandlervorrichtung 55 einer Rotation in eine Translation, wie oben beschrieben, umfasst) ist folgendermaßen aufgebaut und wird wie folgt betätigt:
Der Motor 50 ist in diesem Beispiel ein bürstenloser Dreiphasenmotor. Dadurch, dass er durch die Aufnahme von elektrischer Energie angetrieben wird, die gemäß einem Regelbefehl der Hauptdruck-Regeleinheit 8 zugeführt wird, erzeugt der Motor 50 ein gewünschtes Drehmoment.
Das Reduzierungsgetriebe 51 dieses Beispiels reduziert die Drehzahl der Ausgangsdrehung des Antriebsmotors 50 unter Verwendung eines Riemenantriebs. Das Reduzierungsgetriebe 51 umfasst eine Antriebsriemenscheibe 52 mit einem kleineren Durchmesser, die auf die Ausgangswelle des Antriebsmotors 50 montiert ist, eine Mitläufer-Riemenscheibe 53 mit einem größeren Durchmesser und einen Riemen 54, der die Antriebs- und Mitläufer-Riemenscheiben 52 und 53 miteinander verbindet. Die Mitläufer-Riemenscheibe 53 ist auf einer Kugelumlaufspindelmutter 56 der Wandlervorrichtung 55 einer Rotation in eine Translation befestigt. Das Reduzierungsgetriebe 51 vervielfacht das Drehmoment des Motors 50 in einem Maße, das einem Drehzahlreduzierungsverhältnis (einem Verhältnis zwischen den Radien der Antriebs- und Mitläufer-Riemenscheiben 52 und 53) entspricht, und überträgt die Drehung vom Motor 50 auf die Wandlervorrichtung 55 einer Rotation in eine Translation.
Wenn das Drehmoment des Antriebsmotors 50 groß genug ist, so dass die Drehmoment-Vervielfachung nicht erforderlich ist, ist es optional, das Reduzierungsgetriebe 51 wegzulassen und den Motor 50 direkt mit der Wandlervorrichtung 55 einer Rotation in eine Translation zu verbinden. Diese Anordnung kann Probleme aufgrund des Eingriffs des Reduzierungsgetriebes 51 auf die Zuverlässigkeit, das Geräuschniveau und die leichte Montierbarkeit vermeiden.
Die Wandlervorrichtung 55 einer Rotation in eine Translation wandelt die Drehkraft des Antriebsmotors 50 in eine Translationskraft um und drückt mit dieser Translationskraft auf den primären Kolben 2b des Hauptzylinders 2. Die Wandlervorrichtung 55 dieses Beispiels umfasst einen Kugelumlaufspindel-Wandlermechanismus, der aus der Kugelumlaufspindelmutter 56, einer Kugelumlaufspindelwelle 57, einem beweglichen Element 58 und einer Rückstellfeder 59 zusammengesetzt ist.
Ein erstes Gehäuseelement HSG1 ist mit dem Hauptzylinder 2 auf der negativen x-Seite des Gehäuses 2a verbunden und ein zweites Gehäuseelement HSG2 ist mit dem ersten Gehäuseelement HSG1 auf der negativen x-Seite verbunden. Das heißt, das erste Gehäuseelement HSG1 ist zwischen dem im Zylindergehäuse 2a und dem zweiten Gehäuseelement HSG2 angeordnet. Die Kugelumlaufspindelmutter 56 wird von einem Lager BRG drehbar abgestützt und umgeben, das im zweiten Gehäuseelement HSG2 vorgesehen ist. Die Mitläufer-Riemenscheibe 53 ist über einen negativen x-Seitenbereich der Kugelumlaufspindelmutter 56 eingepasst. Die Kugelumlaufspindelwelle 57 ist eine hohle Welle, die in die Kugelumlaufspindelmutter 56 eingeschraubt ist. In einem Abstand zwischen der Kugelumlaufspindelmutter 56 und der Kugelumlaufspindelwelle 57 sind eine Mehrzahl von Kugeln derart vorgesehen, um eine Rollbewegung zu ermöglichen.
Das bewegliche Element 58 ist auf der positiven x-Seite der Kugelumlaufspindelwelle 57 befestigt und der primären Kolben 2b ist mit einer positiven x-Seitenfläche des beweglichen Elements 58 verbunden. Der primäre Kolben 2b ist im ersten Gehäuseelement HSG1 aufgenommen. Das vordere (positive x-Seiten-)Ende des primären Kolbens 2b ragt aus dem ersten Gehäuseelement HSG1 heraus, und passt sich in das Zylindergehäuse 2a des Hauptzylinders 2 ein.
Die Rückstellfeder 59 ist um den primären Kolben 2b herum im ersten Gehäuseelement HSG1 angeordnet. Das positive x-Seitenende der Rückstellfeder 59 ist an einer negativen x-Seiteninnenfläche A einer innen liegenden Aussparung des ersten Gehäuseelement HSG1 befestigt, während das negative x-Seitenende der Rückstellfeder 59 mit dem beweglichen Element 58 verbunden ist. Die Rückstellfeder 59 ist zusammengedrückt zwischen der Innenfläche A des ersten Gehäuselements HSG1 und dem beweglichen Element 58 angeordnet und spannt das bewegliche Element 58 und die Kugelumlaufspindelwelle 57 in der negativen x-Richtung (in 1 nach rechts) vor.
Die Kugelumlaufspindelmutter 56 dreht sich als Einheit mit der Mitläufer-Riemenscheibe 53. gemäß der Drehung der Kugelumlaufspindelmutter 56 bewegt sich die Kugelumlaufspindelwelle 57 linear in die x-Richtung. Bei der Bewegung in die positive x-Richtung (in 1 nach links) drückt die Kugelumlaufspindelwelle 57 über das bewegliche Element 58 den primären Kolben 2a in die positive x-Richtung. Bei dem in 1 gezeigten Zustand befindet sich die Kugelumlaufspindelwelle 57 an einer Anfangsposition, an der die Verschiebung der Kugelumlaufspindelwelle 57 in die negative x-Richtung maximal ist, wenn die Bremse unwirksam ist.
Andererseits nimmt die Kugelumlaufspindelwelle 57 eine Federkraft der Rückstellfeder 59 in der negativen x-Richtung entgegengesetzt zur Schubkraft in der positiven x-Richtung auf. Daher kann die Rückstellfeder 59 die Kugelumlaufspindelwelle 57 auf die Anfangsposition zurückführen, wenn der Antriebsmotor 50 aufgrund einer Störung anhält und nicht mehr in der Lage ist, die Kugelumlaufspindelwelle 57 in dem Zustand auf die Anfangsposition zurückzuführen, bei dem der primäre Kolben 2b in die positive x-Richtung geschoben wird, um den Hauptzylinderdruck Pmc zu erhöhen. Daher kann das Bremssystem in den Hauptzylinderdruck Pmc auf ein minimales Niveau in der Nähe von Null reduzieren, indem die Kugelumlaufspindelwelle 57 auf die Anfangsposition zurückgeführt wird, und dadurch eine Hemmung einer Bremskraft und folglich ein instabiles Fahrzeugverhalten aufgrund der Hemmung der Bremskraft verhindert wird.
In einem Ringraum B, der zwischen der Eingangsstange 6 und dem ersten Kolben 2b definiert ist, sind hintere Federn 6d und 6e vorgesehen. Die Feder 6d umfasst ein erstes Ende, das von einem Flansch 6c gehalten wird, der in der Eingangsstange 6 ausgebildet ist, und ein zweites Ende, das von einer Trennwand 2h des primären Kolbens 2a gehalten wird. Die Feder 6e umfasst ein erstes Ende, das vom Flansch 6c der Eingangsstange 6 gehalten wird und ein zweites Ende, das vom beweglichen Element 58 gehalten wird. Das Paar der Federn 6d und 6e bewirkt eine Vorspannung der Eingangsstange 6 in Richtung einer neutralen Position relativ zum primären Kolben 2b und hält die Eingangsstange 6 in der neutralen Position relativ zum primären Kolben 2b, wenn sich die Bremse in einem nicht betätigten Zustand befindet. Wenn sich die Eingangsstange 6 und der primäre Kolben 2b in eine der beiden Richtungen von der neutralen Position weg bewegen, bringen die Federn 6d und 6e die Vorspannkraft auf die Eingangsstange 6 in Richtung der neutralen Position relativ zum primären Kolben 2b auf.
Der Antriebsmotor 50 ist mit einem Motor-Drehwinkelsensor 50a versehen, der einen Drehwinkel der Motor-Ausgangswelle abtastet und ein Sensorsignal entsprechend der Winkelposition der Motor-Ausgangswelle an die Hauptdruck-Regeleinheit 8 sendet. Die Hauptdruck-Regeleinheit 8 berechnet den Motor-Drehwinkel des Antriebsmotors 50 aus dem Sensorsignal des Drehwinkelsensors 50a und berechnet aus dem Motor-Drehwinkel ein Schubmaß der Wandlervorrichtung 55, das eine axiale Verschiebungsgröße des primären Kolbens 2b in der x-Richtung ist.
Der Antriebsmotor 50 ist ferner mit einem Motor-Temperatursensor 50b versehen, der eine Temperatur des Antriebsmotors 50 abtastet und Informationen über den abgetasteten Temperaturzustand des Motors 50 an die Hauptdruck-Regeleinheit 8 sendet.
Der Hauptdruck-Regulierungsmechanismus und die Hauptdruck-Regeleinheit 8 bilden ein Verstärkungs-Regelsystem zur Verstärkung des Hauptdrucks durch eine Verstärkung der Schubkraft der Eingangsstange 6 auf die nachfolgend beschriebene Art und Weise.
Der Hauptdruck-Regulierungsmechanismus 5 und die Hauptdruck-Regeleinheit 8 bewegen den primären Kolben 2b gemäß der Verschiebung der Eingangsstange 6, die von einer Bremsenbetätigung des Fahrers oder einer Bremseingabe des Fahrers verursacht wird, und die Flüssigkeit in der primären Druckkammer 2d wird durch die Schubkraft die Eingangsstange 6 und die Schubkraft des primären Kolbens 2b unter Druck gesetzt, um den Hauptdruck Pmc zu regulieren. Dadurch wird die Schubkraft der Eingangsstange vergrößert. Das Vergrößerungsverhältnis (nachfolgend Verstärkungsverhältnis α bezeichnet) wird gemäß mehreren Bedingungen, wie z. B. einem Verhältnis zwischen den Querschnittsflächen (Druckaufnahmeflächen A_IR und A_PP) der Eingangsstange 6 und des primären Kolbens 2b in der primären Druckkammer 2d auf die nachfolgend beschriebene Art und Weise ermittelt.
Die Druckregulierung des Hauptdrucks Pmc wird auf der Basis einer Druck-Gleichgewichtsbeziehung durchgeführt, die durch die nachfolgende Gleichung (1) ausgedrückt wird. Pmc = (FIR + K × Δx)/AIR = (FPP – K × Δx)/APP (1)
In dieser Gleichung ist: Pmc der Flüssigkeitsdruck (Hauptzylinderdruck) in der primären Druckkammer 2d; F_IR die Schubkraft der Eingangsstange 6; F_PP die Schubkraft des primären Kolbens 2b; A_IR die Druckaufnahmefläche der Eingangsstange 6; A_PP die Druckaufnahmefläche des primären Kolbens 2b, K eine Federkonstante der Federn 6d und 6e; und Δx eine relative Verschiebungsgröße der Eingangsstange 6 und des primären Kolbens 2b.
Die relative Verschiebungsgröße Δx wird unter Verwendung einer Verschiebung xIR der Eingangsstange 6 und einer Verschiebung xpp des primären Kolbens 2b als Δx = xpp – xIR definiert. Deshalb ist Δx = 0 an der relativen neutralen Position; ist Δx positiv, wenn der primäre Kolben 2b sich relativ zur Eingangsstange 6 in die positive x-Richtung (nach links) vorwärts bewegt; und ist Δx negativ, wenn sich der primäre Kolben relativ zur Eingangsstange 6 in die negative x-Richtung (nach rechts) rückwärts bewegt. In der Druckgleichgewichtgleichung (1) wird ein Gleitwiderstand der Dichtung vernachlässigt. Die Schubkraft F_PP des primären Kolbens 2b kann aus dem elektrischen Strom des Antriebsmotors 50 geschätzt werden. Andererseits kann das Verstärkungsverhältnis α durch die nachfolgende Gleichung (2) ausgedrückt werden. α = Pmc × (APP + AIR)/FIR (2)
Durch Substituieren von Pmc aus der Gleichung (1) in die Gleichung (2) ergibt sich das Verstärkungsverhältnis α durch die nachfolgende Gleichung (3). α = (1 + K × Δx/FIR) × (AIR + APP)/AIR (3)
Das Verstärkungs-Regelsystem regelt den Antriebsmotor 50 (oder die Verschiebung xpp des primären Kolbens 2b), um eine gewünschte Soll-Hauptdruckcharakteristik zu erreichen, die eine Charakteristik der Veränderung des Hauptdrucks Pmc in Bezug auf die Verschiebung xIR der Eingangsstange 6 ist. Gemäß der Hubcharakteristik, die die Verschiebung xpp des primären Kolbens 2b in Bezug auf die Verschiebung xIR der Eingangsstange 6 ist, und der oben beschriebenen Soll-Hauptdruckcharakteristik ist es möglich, eine Soll-Verschiebungsberechnungscharakteristik zu erreichen, die eine Veränderung der relativen Verschiebungsgröße Δx in Bezug auf die Verschiebung xIR der Eingangsstange 6 repräsentiert. Unter Verwendung der Daten der Soll-Verschiebungsberechnungscharakteristik, die durch eine Verifizierung oder experimentell erhalten werden, wird ein Sollwert der relativen Verschiebungsgröße Δx (nachfolgend Soll-Verschiebungsgröße Δx* bezeichnet) berechnet.
Die Soll-Verschiebungsberechnungscharakteristik repräsentiert eine Charakteristik der Veränderung der Soll-Verschiebungsgröße Δx* in Bezug auf die Verschiebung xIR der Eingangsstange 6 und ermittelt einen Wert der Soll-Verschiebungsgröße Δx* aus einem Wert der Verschiebungsgröße xIR der Eingangsstange 6. Das Bremssystem kann den Hauptdruck Pmc im Hauptzylinder 2 erzeugen, der der Soll-Verschiebungsgröße Δx* entspricht, indem die Drehung des Motors 50 (die Verschiebungsgröße xpp des primären Kolbens 2b) geregelt wird, um die Soll-Verschiebungsgröße Δx* zu erhalten, die gemäß der abgetasteten Verschiebungsgröße xIR der Eingangsstange 6 ermittelt wird.
Die Verschiebungsgröße xIR wird durch den Bremsenbetätigungsgrößensensor 7 abgetastet; die Verschiebungsgröße xpp des primären Kolbens 2b wird aus dem Signal des Motor-Drehwinkelsensors 50a berechnet; und die relative Verschiebungsgröße Δx wird aus der Differenz zwischen den auf diese Weise ermittelten Verschiebungsgrößen xIR und xpp bestimmt. Das Verstärkungs-Regelungssystem ermittelt die Soll-Verschiebungsgröße Δx* unter Verwendung der abgetasteten Verschiebungsgröße xIR und der Soll-Verschiebungsberechnungscharakteristik und regelt den Motor 50 (in einer Art Feedbackregelung), um eine Abweichung der abgetasteten (oder berechneten) tatsächlichen relativen Verschiebungsgröße Δx und der Soll-Verschiebungsgröße Δx* auf Null zu reduzieren. Es ist optional, ferner einen Hubsensor vorzusehen, um die Verschiebungsgröße xpp des primären Kolbens 2b abzutasten.
Das so aufgebaute System, das die Verstärkungsregelung ohne Verwendung eines Pedal-Niederdrückkraftsensors durchführt, weist Vorteile bei der Kostenreduzierung auf. Zudem kann dieses Verstärkungs-Regelungssystem ein größeres Verstärkungsverhältnis als ein mechanisches Verstärkungsverhältnis, das durch das Verhältnis der Druckaufnahmeflächen (A_IR + A_PP)/A_IR bestimmt ist, oder ein kleineres Verstärkungsverhältnis als das mechanische Verstärkungsverhältnis durch eine Regelung des Antriebsmotors 50 erreichen, um die relative Verschiebungsgröße Δx auf einen gewünschten Wert zu regeln und dadurch eine Bremskraft auf der Basis eines gewünschten Verstärkungsverhältnisses zu erzeugen.
Im Falle einer konstanten Verstärkungsregelung, regelt das Verstärkungs-Regelungssystem den Motor 50, um die Eingangsstange 6 und den primären Kolben 2b als Einheit zu bewegen, so dass der primäre Kolben 2b immer an der neutralen Position relativ zur Eingangsstange 6 gehalten wird und die relative Verschiebungsgröße Δx bei gleich Null gehalten wird. Wenn der primäre Kolben 2b betätigt wird, so dass Δx = 0 ist, wird das Verstärkungsverhältnis einzig durch α = (A_IR + A_PP)/A_IR gemäß der Gleichung (3) bestimmt. Daher kann das Verstärkungs-Regelungssystem ein konstantes Verstärkungsverhältnis bereitstellen, indem die Druckaufnahmeflächen A_IR und A_PP auf der Basis des erforderlichen Verstärkungsverhältnisses festgelegt werden und der primäre Kolben 2b so geregelt wird, dass seine Verschiebungsgröße xpp gleichgroß wie die Verschiebungsgröße xIR bleibt.
In der Soll-Hauptdruckcharakteristik bei der konstanten Verstärkungsregelung wird der Hauptdruck Pmc durch eine Vorwärtsbewegung der Eingangsstange 6 in die positive x-Richtung in Form einer Kurve einer mehrfachen Ordnung, wie z. B. einer Kurve des zweiten, dritten oder höheren Grades oder zum Beispiel einer zusammengesetzten Kurve erhöht, die aus zwei oder mehreren dieser Kurven gebildet wird. Bei der konstanten Verstärkungsregelung ist die Hubcharakteristik so, dass der primäre Kolben 2b um ein Maß verschoben wird, das gleichgroß wie die Verschiebungsgröße xIR der Eingangsstange 6 (xpp = xIR) ist. Bei der Soll-Verschiebungsberechnungscharakteristik, die aus dieser Hubcharakteristik und der oben beschriebenen Soll-Hauptdruckcharakteristik erreicht wird, wird die Soll-Verschiebungsgröße Δx* für alle Werte der Verschiebungsgröße xIR der Eingangsstange 6 bei gleich Null gehalten.
Im Falle einer variablen Verstärkungsregelung, setzt das Verstärkungs-Regelungssystem die Soll-Verschiebungsgröße Δx* auf einen positiven Wert fest und regelt den Antriebsmotor 50, um die tatsächliche Verschiebungsgröße Δx in Richtung der positiven Soll-Verschiebungsgröße Δx* zu regeln. Als Folge davon wird die Verschiebungsgröße xpp des primären Kolbens 2b größer gemacht als die Verschiebungsgröße xIR der Eingangsstange 6, da sich die Eingangsstange 6 nach vorn in die Richtung zur Erhöhung des Hauptdrucks Pmc bewegt. Gemäß der Gleichung (3) wird das Verstärkungsverhältnis α gleichgroß wie das Druckaufnahmeflächenverhältnis (A_IR + A_PP)/A_IR multipliziert mit (1 + K × Δx/F_IR). Dies ist äquivalent zur Verschiebung des primären Kolbens 2b um die Größe, die durch eine Multiplikation der Verschiebungsgröße xIR der Eingangsstange 6 mit der proportionalen Verstärkung (1 + K × Δx/F_IR) erhalten wird. Auf diese Weise wird das Verstärkungsverhältnis α in Abhängigkeit von Δx verändert und der Hauptdruck-Regulierungsmechanismus 5 fungiert als Verstärker und erzeugt eine Bremskraft, wie vom Fahrer angefordert, mit einer reduzierten Pedalkraft.
Obwohl die proportionale Verstärkung (1 + K × Δx/F_IR) vom Gesichtspunkt der Regelbarkeit wünschenswert auf gleich Eins festgelegt wird, kann das Verstärkungs-Regelungssystem die proportionale Verstärkung (1 + K × Δx/F_IR) zeitweise auf über Eins erhöhen, wenn eine größere Bremskraft über die Bremsenbetätigungsgröße des Fahrers hinaus, z. B. bei einer Notbremsung, erforderlich ist. Auf diese Weise kann das Bremssystem eine größere Bremskraft durch eine Erhöhung des Hauptdrucks Pmc über das normale Niveau hinaus (das durch die auf gleich Eins festgelegte proportionale Verstärkung (1 + K × Δx/F_IR) bestimmt ist) für die gleiche Bremsenbetätigungsgröße erzeugen. Zum Beispiel kann das Bremssystem einen Notbremsungsvorgang durch eine Überprüfung erfassen, ob eine zeitliche Änderungsgeschwindigkeit des Signals der Bremsenbetätigungssensorvorrichtung 7 größer als ein vorgegebener Wert ist, oder nicht.
Folglich ist die variable Verstärkungsregelung ein Verfahren zur Regelung des Antriebsmotors 50 derart, um die Vorwärtsbewegung des primären Kolbens 2b über die Vorwärtsbewegung der Eingangsstange 6 hinaus anzuheben, um die relative Verschiebungsgröße Δx des primären Kolbens 2b relativ zur Eingangsstange 6 mit der Vorwärtsbewegung der Eingangsstange 6 zu erhöhen und dementsprechend den Hauptdruck Pmc stärker als die Erhöhung der konstanten Verstärkungsregelung mit der Vorschubzunahme der Eingangsstange 6 anzuheben.
Bei der Soll-Hauptdruckcharakteristik bei der variablen Verstärkungsregelung wird der Hauptdruck Pmc durch die Vorwärtsbewegung der Eingangsstange 6 in die positive x-Richtung steiler angehoben als im Vergleich zur Erhöhung in Form einer Kurve einer mehrfachen Ordnung bei der konstanten Verstärkungsregelung. Bei der variablen Verstärkungsregelung ist die Hubcharakteristik so, dass der Anstieg der Verschiebung xpp des primären Kolbens 2b in Bezug auf den Anstieg der Verschiebung xIR der Eingangsstange 6 größer als Eins ist. Bei der aus dieser Hubcharakteristik und der oben beschriebenen Soll-Hauptdruckcharakteristik erhaltenen Soll-Verschiebungsberechnungscharakteristik wird die Soll-Verschiebungsgröße Δx* mit der Vergrößerung der Verschiebung xIR der Eingangsstange 6 auf ein vorgegebenes Maß erhöht.
Zusätzlich zum oben beschriebenen (Erhöhungs-)Regelmodus zur Regelung des Antriebsmotors 50, um die Verschiebung xPP des primären Kolbens 2b im Vergleich zur Verschiebung xIR der Eingangsstange 6 mit einer Vorwärtsbewegung der Eingangsstange 6 in die Richtung zur Erhöhung des Hauptdrucks Pmc zu vergrößern, kann die variable Verstärkungsregelung ferner einen (Reduzierungs-)Regelmodus zur Regelung des Antriebsmotors 50 umfassen, um die Verschiebung xPP des primären Kolbens 2b im Vergleich zur Verschiebung xIR der Eingangsstange 6 mit einer Vorwärtsbewegung der Eingangsstange 6 in die Richtung zur Erhöhung des Hauptdrucks Pmc zu reduzieren. Durch eine Reduzierung der proportionalen Verstärkung (1 + K × Δx/F_IR) auf kleiner Eins ist die variable Verstärkungsregelung folglich bei einer regenerativen Bremsregelung für eine Reduzierung des Bremsdrucks um einen Betrag einsetzbar, der einer regenerativen Bremskraft eines Hybridfahrzeugs entspricht.
Anstelle der oben beschriebenen variablen Verstärkungsregelung auf der Basis der relativen Verschiebungsgröße Δx ist es möglich, die variable Verstärkungsregelung durch eine Regelung des Hauptdruck-Regulierungsmechanismus 5 (Antriebsmotors 50) in einem Feedback-Modus auszuführen, um eine Abweichung des tatsächlichen vom Hauptdrucksensor (3a, 3b) abgetasteten Hauptdrucks Pmc vom Soll-Hauptdruck zu reduzieren. Es ist möglich, die variable Verstärkungsregelung situationsabhängig zwischen diesen Modi umzuschalten.
Die variable Verstärkungsregelung auf der Basis der relativen Verschiebungsgröße Δx ist eine Regelung, die nicht direkt auf dem abgetasteten Hauptdruck Pmc basiert. Daher kann das Regelsystem Maßnahmen gegen eine Störung durch einen Vergleich des abgetasteten tatsächlichen Hauptdrucs Pmc mit dem Hauptdruck (Soll-Hauptdruck) ergreifen, der xIR in der Soll-Hauptdruckcharakteristik entspricht, um zu überprüfen, ob der Hauptdruck Pmc auf einem bestimmungsgemäßen Niveau korrekt erzeugt wurde.
2 zeigt die in diesem Beispiel verwendete elektrische Schaltkreisanordnung des Hauptdruck-Regelabschnitts 8. Der elektrische Schaltkreis des Hauptdruck-Regelabschnitts 8 ist durch einen Block mit einer durchgezogenen Linie dargestellt und der elektrische Schaltkreis des Hauptdruck-Regulierungsabschnitts 5 ist durch einen Block mit einer gestrichelten Linie dargestellt. Ein Block 9 von 2 zeigt den (elektrischen Schaltkreis vom) Raddruck-Regelabschnitt 9. In diesem Beispiel umfasst der Raddruck-Regelabschnitt 9 eine ECU für eine VDC usw.
VDC steht für die dynamische Fahrzeugregelung. Zum Beispiel tastet ein VDC-System eine Fahrzeugeigenschaft oder ein Fahrzeugverhalten mit einem oder mehreren Sensoren ab, um die Bremse im Falle der Beurteilung eines Übersteuerns automatisch am Vorderrad auf der Kurvenaußenseite zu betätigen und einen automatischen Regelvorgang durchzuführen, um die Motorleistung zu reduzieren und gleichzeitig die Bremse im Falle der Beurteilung eines Untersteuerns am rechten Hinterrad auf der Kurveninnenseite zu betätigen.
Der elektrische Schaltkreis des Hauptdruck-Regelabschnitts 8 umfasst eine Zentraleinheit (CPU) 80, Relaisschaltkreise 81a und 81b, Versorgungsschaltkreise 82a und 82b, einen Überwachungs-Regelschaltkreis 83, einen Dreiphasen-Motorantriebsschaltkreis 84a, einen Phasenstrom-Überwachungsschaltkreis 84b, einen Phasenspannungs-Überwachungsschaltkreis 84c, einen Speicherschaltkreis 85 und Interface-(I/F-)Schaltkreise 86a–86f.
Von einer Energiequellenleitung wird eine 12V-Quellenenergie über den ECU-Energiequellen-Relaisschaltkreis 81a dem Hauptdruck-Regelabschnitt 8 zugeführt. Die zugeführte 12V-Energie wird in die 5V-Versorgungsschaltkreise 82a und 82b eingegeben, die stabile 5V-Quellenenergien (Vcc1 bzw. Vcc2) erzeugen. Die Vcc1 wird in der CPU 80, dem Temperatursensor-I/F-Schaltkreis 86b, den Verschiebungssensor-I/F-Schaltkreisen 86c und 86d, dem Hauptdrucksensor-I/F-Schaltkreis 86e zugeführt, während die Vcc2 dem Überwachungs-Regelschaltkreis 83 zugeführt wird.
Der ECU-Energiequellen-Relaisschaltkreis 81a schaltet sich als Reaktion auf ein W/U-(Start-)Signal ein, das von einer externen Vorrichtung eingegeben wird. Es ist möglich, als Staatssignal ein Türschaltersignal, ein Bremsschalter Signal und/oder eine Zündungs-(IGN-)Schaltersignal zu verwenden. Wenn zwei oder mehrere dieser Signale verwendet werden, schaltet sich der ECU-Energiequellen-Relaisschaltkreis 81a ein, wenn eines der Eingabe-Schaltersignale auf EIN steht.
Die 12V-Quellenenergie aus der Quellenleitung des Fahrzeugs wird ferner durch einen Filterschaltkreis 87 zur Beseitigung von Geräuschen und den ausfallsicheren Relaisschaltkreis 81b dem Dreiphasen-Motorantriebsschaltkreis 84a zugeführt. Der ausfallsichere Relaisschaltkreis 81b stellt die Verbindung zwischen der oben genannten Zuführungsleistung und dem Motor-Antriebschaltkreis 84a her bzw. unterbricht diese und ist mit der CPU 80 und dem Überwachungs-Regelschaltkreis 83 verbunden, so dass der Ein-/Aus-Zustand des ausfallsicheren Relaisschaltkreises 81b durch die CPU 80 und den Überwachungs-Regelschaltkreis 83 geregelt wird. Ein Ein-/Aus-Signal-Ausgabeabschnitt (oder -Ausgangsschaltkreis) 88b schaltet den ausfallsicheren Relaisschaltkreis 81b ab, um die Energieversorgung zum Motor-Antriebschaltkreis 84a zu unterbinden, wenn ein Aus-Befehl von der CPU 80 oder dem Überwachungs-Regelschaltkreis 83 eingegeben wird.
Die CPU 80 ist mit dem Raddruck-Regelabschnitt 9 über eine Signalleitung (oder eine Datenübertragungsleitung) L und dem Signal-I/F-Schaltkreis 86f verbunden. Zudem ist die CPU 80 mit verschiedenen Sensoren verbunden, die auf dem Teil des Hauptdruck-Regulierungsabschnitts 5 vorgesehen sind. Bei dem in 2 dargestellten Beispiel sind diese Sensoren: der Motor-Drehwinkelsensor 50a, Motor-Temperatursensor 50b, die Verschiebungssensoren 7a und 7b und die Hauptdrucksensoren 3a und 3b. Die Signale von diesen Sensoren werden entsprechend durch den Drehwinkel-I/F-Schaltkreis 86a, Temperatursensor-I/F-Schaltkreis 86b, die Verschiebungssensor-I/F-Schaltkreise 86c und 86d und den Hauptdrucksensor-I/F-Schaltkreis 86e in die CPU 80 eingegeben. Somit ist die CPU 80 des Hauptdruck-Regelabschnitts 8 mit einer CPU des Raddruck-Regelabschnitts 9 über einen Datenübertragungsabschnitt mit zumindest einer Signalleitung L verbunden.
Die von den Hauptdrucksensoren 3a und 3b eingegebenen Signale werden verwendet, um den abgetasteten tatsächlichen Hauptdruck Pmc mit dem Soll-Hauptdruck im oben beschriebenen variablen Verstärkungsregelungsmodus auf der Basis der relativen Verschiebungsgröße Δx zu vergleichen.
Die CPU 80 regelt den Antriebsmotor 50 durch Senden von einem oder mehreren Signalen an den Motorantriebsschaltkreis 84a gemäß den von der externen Regeleinheit und den Sensoren zugeführten Signalen. Für die drei Phasen des Dreiphasen-Motors 50 sind der Phasenstrom-Überwachungsschaltkreis 84b und der Phasenspannungs-Überwachungsschaltkreis 84c vorgesehen, um den Strom und die Spannung jeder Phase zu überwachen. Die CPU 80 empfängt die abgetasteten Phasenströme und Spannungen und betätigt den Dreiphasen-Motorantriebsschaltkreis 84a optimal gemäß den überwachten Zuständen.
Auf diese Weise sammelt die CPU 80 Informationen über die aktuellen Zustände des Hauptdruck-Regulierungsabschnitts 5 und regelt (den Antriebsmotor 50 für) den Hauptdruck-Regulierungsabschnitt 5 gemäß den Eingabeinformationen. Darüber hinaus erfasst oder beurteilt die CPU 80 eine Störung im Hauptdruck-Regulierungsabschnitt 5, wenn der überwachte Betriebszustand des Abschnitts 5 außerhalb eines vorgegebenen Normalbereichs liegt und wenn der Motor 50 nicht so wie durch den Regelbefehl angeordnet geregelt wird.
Der Überwachungs-Regelschaltkreis 83 ist mit der CPU 80 verbunden, um Signale an die CPU 80 zu senden und von dort zu empfangen, und überwacht die Zustände der CPU 80 und des 5V-Versorgungsschaltkreises 82a, um eine Störung der CPU 80, einen anormalen Zustand der Vcc1 und einen anormalen Zustand des 5V-Versorgungsschaltkreises 82a zu erfassen. Wenn eine Störung oder ein anormaler Zustand erfasst wird, übersendet der Überwachungs-Regelschaltkreis 83 sofort ein Aus-Befehlssignal an den ausfallsicheren Relaisschaltkreis 81b, und schaltet dadurch die Zuführung von elektrischer Energie an den Motor-Antriebschaltkreis 84a ab, indem der ausfallsichere Relaisschaltkreis 81b ausgeschaltet wird.
Die CPU 80 überwacht die Betriebszustände des Überwachungs-Regelschaltkreises 83 und des 5V-Versorgungsschaltkreises 82b als Energiequelle für den Überwachungs-Regelschaltkreis 83, um eine Störung im Überwachungs-Regelschaltkreis 83, einen anormalen Zustand des Versorgungsschaltkreises 82b und einen anormalen Zustand der Vcc2 zu erfassen.
Der Speicherschaltkreis 85 dieses Beispiels umfasst ein nicht-volatiles Element, das mit der CPU 80 verbunden ist und verschiedene Informationen, wie z. B. Informationen über eine Störung, speichert. Der nicht-volatile Speicher ist bei dem in 2 dargestellten Beispiel ein EEPROM. Die CPU 80 speichert im Speicherschaltkreis 85 die Informationen über eine erfasste Störung und Werte, wie z. B. Lernwerte (z. B. die Regelverstärkung, Versatzwerte verschiedener Sensoren), die für die Regelung des Hauptdruck-Regulierungsmechanismus 5 verwendet werden.
Ein Backup-Anforderungssignal wird über den Signal-I/F-Schaltkreis 86f und die Signalleitung L an den Raddruck-Regelabschnitt 9 gesendet, wenn eine Störung des Hauptdruck-Regulierungsabschnitts 9 von der CPU 80 erfasst wurde oder eine Störung in der CPU vom Überwachungs-Regelschaltkreis 83 erfasst wurde oder wenn eine Unterbrechung bzw. Bruch der Signalleitung L oder ein Kurzschluss auftritt. Als Reaktion auf dieses Backup-Anforderungssignal schaltet der Raddruck-Regelabschnitt 9 die Regelung auf einen Backup-Regelmodus um und führt die Backupregelung aus.
Als das vom Signal-I/F-Schaltkreis 86f gesendete Signal an den Raddruck-Regelabschnitt 9 können verschiedene Formen (wie z. B. ein zweiwertiges Signal mit zwei Signalpegeln oder ein periodisches Signal) verwendet werden. Zum Beispiel kann das vom Signal-I/F-Schaltkreis 86f ausgegebene Signal die Form eines Signals aufweisen, das bei einem normalen Zustand auf einem hohen Pegel und im Falle einer erfassten Störung auf einem niedrigen Pegel gehalten wird; ein Taktsignal oder periodisches Signal sein, das im Falle des normalen Zustands in regelmäßigen Intervallen zwischen den hohen und niedrigen Pegeln wechselt und das im Falle einer Störung am hohem oder am niedrigen Pegel feststeht, oder ein Takt- oder periodisches Signal sein, dessen Periode sich verändert, wenn eine Störung erfasst wird. Demzufolge kann das Backup-Anforderungssignal die Form einer Änderung bei einer Signal-Wellenform oder einem Signalzustand, wie z. B. eine Änderung beim Signalpegel oder eine Änderung bei der Periode oder Frequenz, des an den Raddruck-Regelabschnitt 9 gesendeten Signals aufweisen.
In diesem Beispiel sendet der Signal-I/F-Schaltkreis 86f das Backup-Anforderungssignal in Form einer Änderung bei der Signal-Wellenform im Falle einer Störung in der CPU, eines Bruchs der Signalleitung L oder eines Kurzschlusses. Zusätzlich zur oben beschriebenen Konfiguration ist es ferner optional, die Anordnung zu verwenden, bei der der Überwachungs-Regelschaltkreis 83 mit dem Signal-I/F-Schaltkreis 86f verbunden ist, wie dies durch einen gestrichelten Pfeil in 2 dargestellt ist, und die Signal-Wellenform des I/F-Schaltkreise 86f ändert, indem ein Signal an den I/F-Schaltkreis 86f gesendet wird, wenn eine Störung in der CPU 80 erfasst wird.
Nach dem Empfang des Backup-Anforderungssignals vom Hauptdruck-Regelabschnitt 8 führt der Raddruck-Regelabschnitt 9 die folgende Regelung aus. 3 veranschaulicht beispielhaft ein Ablaufdiagramm des Regelprozesses, der vom Raddruck-Regelabschnitt 9 ausgeführt wird.
An einem Schritt S1 überprüft der Raddruck-Regelabschnitt 9, ob die Backup-Regelanforderung vom Hauptdruck-Regelabschnitt 8 vorliegt oder nicht vorliegt, indem das elektrische Signal der Signalleitung L (d. h. das Backup-Anforderungssignal) kontrolliert wird. Wenn keine Backup-Anforderung vorliegt, rückt der Raddruck-Regelabschnitt 9 zu einem Schritt S20 für einen normalen Regelmodus vor und führt die Arbeitsprozesse im normalen Regelmodus aus. Beim normalen Regelmodus vom Schritt S20 setzt der Raddruck-Regelabschnitt 9 seine Funktion auf konventionelle oder herkömmliche Art und Weise fort, ohne die Backupregelung auszuführen.
Wenn die Backup-Anforderung vorliegt, rückt der Raddruck-Regelabschnitt 9 vom Schritt S1 zu einem Schritt S10 (S11–S14) für einen Backup-Regelmodus vor. Beim Backup-Regelmodus legt der Regelabschnitt 9 zuerst eine Bremsenbetätigungsgröße an einem Schritt S11 fest. In diesem Beispiel wird die Bremsenbetätigungsgröße gemäß dem Signal (Hauptdruck Pmc) vom Hauptdrucksensor (3a, 3b) ermittelt.
Anstatt den Hauptdruck Pmc zu verwenden, ist es möglich, die Bremsenbetätigungsgröße auf verschiedene Weise zu ermitteln. Zum Beispiel wird das Signal (das die Verschiebung der Eingangsstange 6 repräsentiert) der Bremsenbetätigungssensorvorrichtung 7 dem Raddruck-Regelabschnitt 9 direkt oder über die Signalleitung L zugeführt. Bei einem anderen Beispiel ist ein Pedalkraftsensor zur Erfassung einer auf das Bremspedal BP aufgebrachten Kraft vorgesehen und das Signal des Pedalkraftsensors wird in den Raddruck-Regelabschnitt 9 eingegeben. Darüber hinaus ist es möglich, die Bremsenbetätigungsgröße unter Verwendung von zwei beliebigen oder mehr Größen aus dem Hauptdruck Pmc, der Verschiebung der Eingangsstange 6 und der Bremspedalkraft zu ermitteln.
An einem Schritt S12, der dem Schritt S11 folgt, kontrolliert der Regelabschnitt 9 unter Verwendung der Bremsenbetätigungsgröße, ob ein Bremsvorgang des Fahrers vorliegt, oder nicht. In diesem Beispiel vergleicht der Regelabschnitt 9 die abgetastete Bremsenbetätigungsgröße mit einem vorgegebenen Wert. Wenn die abgetastete Bremsenbetätigungsgröße kleiner als oder gleichgroß wie der vorgegebene Wert ist, der ein minimaler Einstellwert (wie z. B. Null) ist, beurteilt der Regelabschnitt 9, dass der Fahrer keinen Bremsvorgang ausführt und führt daher die Verstärkungsregelung (durch Überspringen von S12 und S13) nicht aus, um den Raddruck Pwc zu erhöhen.
Wenn die abgetastete Bremsenbetätigungsgröße größer als der vorgegebene Wert ist: beurteilt der Regelabschnitt 9, dass das Bremspedal vom Fahrer niedergedrückt wurde und der Bremsvorgang folglich vom Fahrer ausgeführt wird; rückt vom Schritt S12 zu einem Schritt S13 vor und berechnet den Soll-Raddruck Pwc* gemäß der Bremsenbetätigungsgröße.
An einem Schritt S14 führt der Regelabschnitt 9 danach die Verstärkungsregelung aus, um den Raddruck Pwc durch eine Regelung der inneren Absperrventile 17 und 27, äußeren Absperrventile 11 und 21 und des Motors M (für die Pumpe P) gemäß dem Soll-Raddruck Pwc* zu erhöhen.
Beim Backup-Modus des Schrittes S12, überprüft der Raddruck-Regelabschnitt 9 die Bremsenbetätigungsgröße und regelt die Bremskraft so, dass eine Bremskraft nicht erzeugt wird, wenn eine Bremsenbetätigung nicht vorliegt, und eine Bremskraft sofort als Reaktion auf einen Bremsvorgang des Fahrers erzeugt wird.
4 und 5 zeigen Arbeitsvorgänge im Backup-Regelmodus zum Zeitpunkt des Auftretens einer Störung in Form eines Zeitschaubilds, das die zeitliche Veränderung des Inter-Unit-Signals (des elektrischen Signals, das vom Signal-I/F-Schaltkreis 86f über die Signalleitung L) gesendet wurde, des BackupAnforderungssignals, des Hauptdrucks Pmc, Soll-Raddrucks Pwc* und des Pumpenausstossdrucks (tatsächlichen Raddruck Pwc) veranschaulicht.
Im Normalzustand des Hauptdruck-Regulierungsabschnitts 5 und des Hauptdruck-Regelabschnitts 8 weist das Inter-Unit-Signal die Form eines periodischen Rechtecksignals (Taktsignals) auf, das sowohl in 4 als auch 5 mit einer konstanten Periode T1 abwechselnd zwischen einem HI-Pegel und einem LO-Pegel verläuft. Im Beispiel von 4 ändert sich das Inter-Unit-Signal auf ein konstantes Signal auf dem LO-Pegel, wenn eine Störung zu einem Zeitpunkt t1 erfasst wird. Im Beispiel von 5 ändert sich die Periode T des Inter-Unit-Signals von T1 auf einen kleineren Wert T2 (< T1) zum Zeitpunkt t1 des Auftretens einer Störung. In diesen Beispielen überprüft der Raddruck-Regelabschnitt 9 das Inter-Unit-Signal zweimal oder mehrmals und verändert die Regelung auf den Backup-Regelmodus unter der Annahme, dass das Backup-Anforderungssignal erzeugt wird, wenn der anormale Zustand des Inter-Unit-Signals mehrere Male festgestellt wird. Die nachfolgende Beschreibung richtet sich beispielhaft auf 4.
In 4 dauert der Normalzustand bis t1 an und das Inter-Unit-Signal bleibt in der Normalform. Da kein Bremsvorgang erfolgt, bleibt der Hauptdruck Pmc auf Null. Der Raddruck-Regelabschnitt 9 wird im normalen Regelmodus gehalten, weil das inter-Unit-Signal die normale Form aufweist. Zudem ist der Soll-Raddruck Pwc* gleich Null und der Pumpen-Auslassdruck (Raddruck Pwc) gleich Null.
Zu einem Zeitpunkt t1 erfasst der Hauptdruck-Regelabschnitt 8 eine Störung und legt das Inter-Unit-Signal konstant am Pegel LO fest. Der Raddruck-Regelabschnitt 9 empfängt dieses Inter-Unit-Signal vom Hauptdruck-Regelabschnitt 8 und überprüft das Fehlen des Rechteckimpulses des HI-Pegels. Wenn der Raddruck-Regelabschnitt 9 zweimal hintereinander keinen Rechteckimpuls des HI-Pegels erfasst und dadurch den anormalen Zustand erfasst, der durch das Fehlen des HI-Pegel-Impulses in zwei aufeinander folgenden Perioden des Inter-Unit-Signals repräsentiert wird, dann beurteilt der Raddruck-Regelabschnitt 9 zu einem Zeitpunkt t2, dass eine Backup-Anforderung erzeugt wurde und startet den Backup-Regelmodus ab t2. Das Zeitintervall von t1 bis t2 ist eine Zeit zur Beurteilung einer Störung.
Selbst nach dem Start des Backup-Regelmodus bei t2 bleiben der Hauptdruck Pmc, der Soll-Raddruck Pwc* und der tatsächliche Raddruck Pwc (Pumpen- Ausstoßdruck) bis zu einem Zeitpunkt t3 alle gleich Null, weil kein Bremsvorgang vorliegt.
Zum Zeitpunkt t3 wird das Bremspedal BP niedergedrückt und ein Bremsvorgang eingeleitet. Daher erhöht sich der Hauptdruck Pmc mit einer konstanten Geschwindigkeit gemäß dem Bremsvorgang von t3 bis zu einem Zeitpunkt t4. Da der Bremsvorgang während der Phase des Backup-Regelmodus durchgeführt wurde, berechnet der Raddruck-Regelabschnitt 9 den Soll-Raddruck Pwc* aus der Bremsenbetätigungsgröße (dem Hauptdruck Pmc) und regelt den Raddruck-Regulierungsabschnitt 3 inklusive der Pumpe P, um den tatsächlichen Raddruck Pwc auf den Soll-Raddruck Pwc* zu bringen. Wie in 4 dargestellt, erhöht sich der Soll-Raddruck Pwc* daher mit einer konstanten Geschwindigkeit und der Pumpen-Ausstoßdruck (tatsächliche Raddruck Pwc) erhöht sich in Anlehnung an den Soll-Raddruck Pwc*.
Die Bremsenbetätigungsgröße (der Hauptdruck Pmc) hört zu einem Zeitpunkt t4 auf, sich zu erhöhen und bleibt bis zu einem Zeitpunkt t6 konstant, so dass der berechnete Soll-Raddruck Pwc* von t4 bis t6 konstant bleibt. Der Pumpen-Ausstoßdruck (Raddruck Pwc) wird auf einem Niveau konstant, das dem Soll-Raddruck Pwc* ab einem Zeitpunkt t5, etwas zeitversetzt nach t4, entspricht und bleibt bis t6 konstant.
Zum Zeitpunkt t6 beginnt die Bremsenbetätigungsgröße (der Hauptdruck Pmc) sich mit einer konstanten Geschwindigkeit zu reduzieren. Zu einem Zeitpunkt t7 wird die Bremsenbetätigungsgröße gleich Null und der Bremsvorgang endet. Dementsprechend reduziert sich der Soll-Raddruck Pwc* mit einer konstanten Geschwindigkeit und der Pumpen-Ausstoßdruck reduziert sich in Anlehnung an den Soll-Raddruck Pwc*. Nach t7 werden der Soll-Raddruck Pwc* und der Pumpen-Ausstoßdruck (Pwc) gleich Null.
Im Fall von 5 erfasst der Hauptdruck-Regelabschnitt 8 eine Störung bei t1 und ändert die Periode des Inter-Unit-Signals von T1 auf T2 zum Zeitpunkt t1 der Erfassung der Störung. Der Raddruck-Regelabschnitt 9 überprüft die reduzierte Periode t2 des Inter-Unit-Signals zweimal und erfasst dabei den anormalen Zustand in zwei aufeinander folgenden Perioden des Inter-Unit-Signals, danach beurteilt der Raddruck-Regelabschnitt 9 zu einem Zeitpunkt t2, dass die Backup-Anforderung erzeugt wurde, und startet den Backup-Regelmodus bei t2. Das Zeitintervall von t1 bis t2 ist eine Zeitspanne zur Beurteilung einer Störung. Wie in 5 dargestellt, ist es möglich, die Konfiguration zu verwenden, bei der ein Befehlsignal zum Signal-I/F-Schaltkreis 86f des Hauptdruck-Regelabschnitts 8 über die Signalleitung L gesendet wird, wenn der Raddruck-Regelabschnitt 9 auf den Backup-Regelmodus umgeschaltet wurde, und der Signal-I/F-Schaltkreis 86f die Erzeugung des Inter-Unit-Signals bei t2 als Reaktion auf dieses Befehlsignal stoppt. In anderer Hinsicht sind die Arbeitsabläufe in 5 im Wesentlichen identisch zu denen in 4.
Auf diese Weise kann der Raddruck-Regelabschnitt 9 außer Betrieb bleiben, ohne eine Bremskraft nach dem Zeitpunkt t2 des Umschaltens auf den Backup-Modus zu erzeugen, solange kein Bremsvorgang (t2–t3) erfolgt, und kann die dem Bremsvorgang entsprechende Bremskraft sofort durch Regeln des Raddrucks Pwc erzeugen, wenn ein Bremsvorgang eingeleitet wird (t3–t7).
Die Bremsregelvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform kann z. B. die folgenden Effekte bereitstellen.

(1) Eine Bremsregelvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform weist zumindest einen Regelabschnitt auf, der umfasst: eine erste (Verstärker-)Regeleinheit, um einen Bremskraftverstärker zu regeln, um die Betätigung eines Hauptzylinders zu unterstützen, um den Hauptzylinderdruck zu erhöhen; eine zweite Regeleinheit, um einen hydraulischen Modulator mit einer Druckquelle zu regeln, um einen Radzylinderdruck zu erhöhen; und einen Datenübertragungsabschnitt, um die erste Regeleinheit und die zweite Regeleinheit zu verbinden. Gemäß der ersten Ausführungsform umfasst der Bremskraftverstärker einen Hauptdruck-Regulierungsmechanismus 5, der mit dem Hauptzylinder 2 verbunden ist; der hydraulische Modulator umfasst einen Raddruck-Regulierungsmechanismus 3, der mit dem Hauptzylinder 2 verbunden ist, um den Hauptzylinderdruck (Pmc) aufzunehmen, und mit einem Radzylinder verbunden ist, um den Radzylinderdruck (Pwc) dem Radzylinder zuzuführen; die erste Regeleinheit umfasst einen Hauptdruck-Regelabschnitt 8 und die zweite Regeleinheit umfasst einen Raddruck- Regelabschnitt 9; und der Datenübertragungsabschnitt umfasst die Datenübertragungs- oder Signalleitung (L).

Daher kann die Bremsregelvorrichtung jederzeit ein Signal oder Informationen über einen Zustand eines Verstärkersystems, das aus dem Verstärker (5) und der ersten Regeleinheit (8) gebildet wird, über die Datenübertragungsleitung (L) liefern. Deshalb kann die Bremsregelvorrichtung einen anormalen Zustand des Verstärkersystems im Voraus erfassen und beurteilen, ohne dass die Beurteilung der Störung zum Zeitpunkt eines nächsten Bremsvorgangs erforderlich ist, und eine Zeit eliminieren, während der die Bremsregelvorrichtung außer Stande ist, die Verstärungsrfunktion auszuführen. Demzufolge kann die Bremsregelvorrichtung, wie in 4 und 5 dargestellt, die Bremskraft als Reaktion auf einen Beginn eines Bremsvorgangs des Fahrers rasch erhöhen, dadurch die Verschlechterung der Ansprechgeschwindigkeit unterdrücken und die Sicherheit verbessern.

(2) Die Bremsregelvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform kann ferner einen Verstärkerzustand-Übertragungsabschnitt aufweisen, um über den Datenübertragungsabschnitt einen Zustand des Verstärkungssystems oder einen Zustand des Verstärkers (5) oder der ersten Regeleinheit (8) zu übertragen. Bei dem in 2 dargestellten Beispiel umfasst der Verstärkerzustand-Übertragungsabschnitt einen Signal-I/F-Schaltkreis 86f, der über den Datenübertragungsabschnitt im Zustand des Verstärkersystems an die zweite Regeleinheit überträgt, sowohl wenn sich der Verstärker (5) in einem Betriebszustand befindet als auch wenn sich der Verstärker (5) in einem Nicht-Betriebszustand befindet, während die ersten und zweiten Regeleinheiten sich im EIN-Zustand befinden.

Mit dem Verstärkerzustand-Übertragungsabschnitt, der ein Signal erzeugt, das den Zustand des Verstärkungssystems kontinuierlich repräsentiert, während die ersten und zweiten Regeleinheiten (8, 9) eingeschaltet sind, kann die Bremsregelvorrichtung den oben beschriebenen Effekt (1) sicher bereitstellen.

(3) Der Verstärkerzustand-Übertragungsabschnitt (86f) ist in der ersten Regeleinheit (8) vorgesehen, die erste Regeleinheit (8) überträgt ein Zustandsignal, das eine Störung repräsentiert, als den Verstärkerzustand des Verstärkungssystems (5, 8) über die Datenübertragungsleitung (L) an die zweite Regeleinheit (9) und die zweite Regeleinheit (9) führt eine Verstärkungs-Backupregelung (S10) durch, um den Radzylinderdruck durch eine Regelung des hydraulischen Modulators (3) als Reaktion auf das die Störung repräsentierende Zustandsignal zu erhöhen.

Daher kann das Bremsregelsystem einen ähnlichen Effekt wie den Effekt (2) bereitstellen. Im Vergleich zur Konfiguration, bei der der Verstärkerzustand-Übertragungsabschnitt in der zweiten Regeleinheit (9) vorgesehen ist, kann die Bremsregelvorrichtung darüber hinaus eine Störung im Verstärkungssystem schneller erkennen und die erste Regeleinheit (8) kann einen ausfallsicheren Vorgang schneller und besser ansprechend starten.
Es ist optional, die Konfiguration einzusetzen, bei der der Verstärkerzustand-Übertragungsabschnitt (86f) in der zweiten Regeleinheit (9) vorgesehen ist und ein Zustandsignal über den Zustand des Verstärkers (5) von der zweiten Regeleinheit (9) an die erste Regeleinheit (8) überträgt. In diesem Fall empfängt die zweite Regeleinheit (9) z. B. den Soll-Hauptdruck (Pmc*) von der ersten Regeleinheit (8) und den tatsächlichen Hauptdruck (Pmc), der von einem Hauptdrucksensor (3a, 3b) abgetastet wurde und überprüft das Vorliegen oder Fehlen einer Störung im Verstärker (5), indem der tatsächliche Hauptdruck mit dem Soll-Hauptdruck verglichen wird. Wenn eine Störung erfasst wurde, wird das Zustandsignal, das das Auftreten einer Störung anzeigt, über die Datenübertragungsleitung L zur ersten Regeleinheit übertragen. Die erste Regeleinheit (8) führt einen ausfallsicheren Vorgang als Reaktion auf das Zustandsignal aus, das anzeigt, dass eine Störung im Verstärker vorliegt, während die zweite Regeleinheit (9) einen Backup-Regelvorgang ausführt.
Es ist darüber hinaus optional, eine dritte Regeleinheit, wie z. B. eine integrierte Regeleinheit, bereitzustellen, die an einem dazwischen liegenden Punkt in der Datenübertragungsleitung L zwischen den ersten und zweiten Regeleinheiten angeordnet ist, und die einen Zustand des Verstärkers und/oder einen Zustand der ersten Regeleinheit von der dritten Regeleinheit über die Datenübertragungsleitung überträgt.

(4) Zumindest eine der ersten und zweiten Regeleinheiten (8, 9) umfasst einen nicht-volatilen Speicher (85), der Informationen über eine Störung im Verstärkungs-Regelsystem während der Zeitspanne einer Bremsenbetätigung, während der ein Bremsvorgang durchgeführt wird, und während einer Zeitspanne ohne eine Bremsenbetätigung speichert, während der kein Bremsvorgang durchgeführt wird. Bei dem in 2 dargestellten Beispiel umfasst die erste Regeleinheit (8) den Speicherschaltkreis 85, der mit einer CPU 80 verbunden ist und Informationen über eine Störung nicht nur in der Zeitspanne einer Bremsenbetätigung, sondern auch in der Zeitspanne ohne eine Bremsenbetätigung speichert und eine Übertragung der Informationen über die Störung an die zweite Regeleinheit selbst während der Zeitspanne ohne einen Bremsvorgang ermöglicht. Es ist möglich, einen solchen nicht-volatilen Speicher entweder in einer der ersten und zweiten Regeleinheiten oder in beiden vorzusehen. Mit dem nicht-volatilen Speicher kann die Bremsregelvorrichtung die oben genannten Effekte (2) und (3) zuverlässig bereitstellen.
(5) Bei der Backupregelung regelt die zweite Regeleinheit (9) den hydraulischen Modulator (3) gemäß der Bremsenbetätigungsgröße, die von einem Bremsenbetätigungssensor (7) abgetastet wurde. Daher kann die Bremsregelung es unterlassen, eine Bremskraft zu erzeugen, wenn kein Bremsvorgang des Fahrers vorliegt, und die Bremskraft (für den Verstärkungs-Backup) sofort erzeugen, indem der hydraulischen Modulator gemäß der Bremsenbetätigungsgröße geregelt wird, wenn der Fahrer einen Bremsvorgang durch das Niederdrücken des Bremspedals ausführt. Deshalb kann die Bremsregelungsvorrichtung die zuvor genannten Effekte (2) und (3) bereitstellen.
(6) Der Bremsenbetätigungsgrößensensor kann zumindest entweder einen Bremspedalkraftsensor zum Abtasten einer auf das Bremspedal aufgebrachten Niederdrückkraft, einem Bremspedal-Hubsensor oder Bremspedals-Positionssensor zum Abtasten einer Bewegung des Bremspedals oder einen Hauptzylinderdrucksensor zum Abtasten eines Hauptzylinderdrucks des Hauptzylinders umfassen. Bei der Backupregelung wird die Bremsenbetätigungsgröße aus dem abgetasteten Hauptdruck (Pmc) abgetastet. Als weitere Einrichtung zum Abtasten der Bremsenbetätigungsgröße ist es optional, die Anordnung zu verwenden, bei der das Signal (die Verschiebungsgröße der Eingangsstange 6) des Bremsenbetätigungsgrößensensor (7) direkt oder über die Datenübertragungsleitung (L) an die zweite Regeleinheit (9) gesendet wird. In diesem Fall kann die Bremsregelvorrichtung einen Bremsvorgang des Fahrers mit dem Verschiebungs-(Hub-)Sensor schnell erfassen. Darüber hinaus ist es optional, eine vom Fahrer auf das Bremspedal aufgebrachte Bremspedalkraft mit einem Pedalkraftsensor abzutasten. Es ist darüber hinaus optional, zwei beliebige oder alle drei aus dem Hauptdrucksensor, Hub-(Positions-)Sensor und Pedalkraftsensor einzusetzen. In diesem Fall ist es möglich, den Bremsvorgang schnell und sicher abzutasten und die ausfallsichere Funktion zu verbessern.
(7) Der in 1 dargestellte hydraulische Modulator (3) umfasst zumindest die Druckquelle mit einer Pumpe (P), um eine Bremsflüssigkeit aus dem Hauptzylinder anzusaugen; ein erstes Absperrventil (wie z. B. das äußere Absperrventil 11 oder 21), das zwischen dem Hauptzylinder (2) und dem Radzylinder (4a–4d) vorgesehen ist, und ein zweites Absperrventil (wie z. B. das Innere Absperrventil 17 oder 27), das zwischen dem Hauptzylinder (2) und der Pumpe (P) vorgesehen ist; und die zweite Regeleinheit (9) führt die Backupregelung aus, um den Radzylinderdruck (Pwc) mit der Pumpe zu erhöhen, indem ein Aufpumpdruck erzeugt wird. Deshalb kann die zweite Regeleinheit (9) die Backupregelung durch eine Regelung der Pumpe und der ersten und zweiten Absperrventile des hydraulischen Modulators (3) durchführen.

Der hydraulische Modulator (3) kann ferner einen Druckregulierungsabschnitt aufweisen, der zwischen dem ersten Absperrventil (11, 21) und dem Radzylinder angeordnet ist und den Radzylinderdruck des Radzylinders erhöht und reduziert. Der hydraulische Modulator (3) kann ferner einen stromabwärtsseitigen Abschnitt aufweisen (der einen Vorratsbehälter (16, 26) aufweisen kann). Der Modulator (3) kann ferner einen ersten Verbindungspunkt (oder Anschluss), der mit dem Hauptzylinder verbunden ist, und einen zweiten Verbindungspunkt (oder Anschluss) umfassen, der mit dem Radzylinder verbunden ist. Der Druck-Regulierungsabschnitt kann ein Druckerhöhungsventil (12, 13, 22, 23), das zwischen einem ersten Abzweigpunkt und einem zweiten Abzweigpunkt angeschlossen ist, der mit dem zweiten Verbindungspunkt (oder Anschluss) verbunden ist, der zum Radzylinder führt, und ein Druckreduzierventil (14, 15, 24, 21) umfassen, das zwischen dem zweiten Abzweigpunkt und dem stromabwärtsseitigen Abschnitt (16) angeschlossen ist. Das erste Absperrventil (11, 21) ist zwischen dem ersten Verbindungspunkt (oder Anschluss) und dem ersten Abzweigpunkt angeordnet, während das zweite Absperrventil (17, 27) zwischen dem ersten Verbindungspunkt (oder Anschluss) und dem stromabwärtsseitigen Abschnitt angeschlossen ist. Die Pumpe umfasst eine Einlassseite, die mit dem stromabwärtsseitigen Abschnitt (16, 10f, 10; 26, 20f, 20h) verbunden ist, um die Bremsflüssigkeit aus dem stromabwärtsseitigen Abschnitt anzusaugen, und eine Auslassseite, die mit dem ersten Abzweigpunkt verbunden ist, um die Bremsflüssigkeit unter Druck zum Druckerhöhungsventil auszustoßen.

(8) Die Bremsregelvorrichtung erfasst einen anormalen Zustand bei der Datenübertragung über die Datenübertragungsleitung (L) und die zweite Regeleinheit (9) führt die Verstärkungs-Backupregelung durch, indem der hydraulische Modulator (3) im Falle des anormalen Zustand bei der Datenübertragung durch die Datenübertragungsleitung (L) geregelt wird. Selbst im Falle eines Leitungsbruchs oder eines Kurzschlusses der Datenübertragungsleitung (L) verändert der Signal-I/F-Schaltkreis 86f die Form des (Inter-Unit-)Signals von einer ersten Signalform für den Normalzustand auf eine zweite Signalform (wie z. B. eine Form mit einem konstanten Signalpegel) und meldet dadurch der zweiten Regeleinheit (9) den Eintritt des anormalen Zustands der Datenübertragungsleitung und die zweite Regeleinheit kann die Backupregelung durchführen.

6 zeigt eine elektrische Schaltungsanordnung des Hauptdruck-Regelabschnitts 8 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich bei der Datenübertragungsleitung L, die den Hauptdruck-Regelabschnitt 8 und in Raddruck-Regelabschnitt 9 verbindet, von der ersten Ausführungsform. Ansonsten ist die zweite Ausführungsform im Wesentlichen identisch zur ersten Ausführungsform, so dass eine wiederholte Beschreibung unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen für die sich nicht unterscheidenden Teile unterbleibt.
Wie in 6 dargestellt, ist die CPU 80 über Signalleitungen L1 und L2 und einen CAN-Datenübertragungs-I/F-Schaltkreis 86g mit dem Raddruck-Regelabschnitt 9 und einer oder mehreren weiteren externen Regelvorrichtungen verbunden, die im Fahrzeug vorgesehen sind, so dass die CPU 80 mit diesen externen Vorrichtungen einen bidirektionalen Datenaustausch durchführen kann. Über den CAN-Datenübertragungs-I/F-Schaltkreis 86g empfängt die CPU 80 Informationen über die Fahrzeug-Betriebszustände und ein Regelsignal vom Raddruck-Regelabschnitt 9 und den anderen externen Vorrichtungen.
Der ECU-Energiequellen-Relaisschaltkreis 81a schaltet sich ein, wenn der Relaisschaltkreis 81a über einen Startssignal-Gate- bzw. -Ausgangsschaltkreis 88a entweder ein W/U-(Start-)Signal, das von einer externen Vorrichtung wie in 2 eingegeben wird, oder ein Staatssignal empfängt, das vom CAN-Datenübertragungs-I/F-Schaltkreis 86g gemäß den durch die CAN-Datenübertragung empfangenen Informationen erzeugt wurde. Wenn eine Störung im Hauptzylinder-Regulierungsabschnitt 5 oder in der CPU 80 erfasst wird, wird ein Backupsignal über den CAN-Datenübertragungs-I/F-Schaltkreis 86g an dem Raddruck-Regelabschnitt 9 gesendet.
Beim Bremsregelsystem, das den in 6 dargestellten Datenübertragungsabschnitt umfasst, kann der Hauptdruck-Regelabschnitt 8 die variable Verstärkungsregelung und die automatische Bremsregelung im Zusammenwirken mit einer externen Regelvorrichtung ausführen, indem Fahrzeugeinformationen und ein Regelsignal von der externen Regelvorrichtung empfangen werden und der vom Hauptdruck-Regulierungsabschnitt 5 erzeugte Hauptdruck oder die Bremskraft an die externe Regelvorrichtung gesendet wird.
Im Fall der automatischen Bremsregelung, bei der kein Bremsvorgang des Fahrers (die Eingangsstange 6 wird nicht bewegt) vorliegt, kann das Bremsregelsystem einen automatischen Bremsregelvorgang ausführen, um den Hauptdruck Pmc automatisch mit dem Hauptdruck-Regulierungsmechanismus 5 und dem Hauptdruck-Regelabschnitt 8 zu erzeugen. Dieser automatische Bremsregelvorgang ist ein Regelvorgang zur Bewegung des primären Kolbens 2b nach vorn und nach hinten, um den Betriebsdruck des Hauptzylinders 2 auf einen geforderten Druck der automatischen Bremsregelung (angeforderten automatischen Bremsdruck) zu regulieren. Dieser automatische Bremsregelvorgang kann zur Regelung des Bremssystems eines Fahrzeugs bei verschiedenen Fahrzeugregelungen, wie z. B. der Fahrzeug-Folgeregelung, der Regelung zur Verhinderung des Verlassens einer Fahrspur und der Hindernis-Ausweichregelung verwendet werden. Der geforderte automatische Bremsdruck kann aus einer gewünschten Soll-Bremskraft berechnet werden, die z. B. von einem Steuergerät von einem der oben genannten Fahrzeugregelsysteme ausgegeben wird.
In diesem Fall ist es möglich, als Verfahren zur Regelung des primären Kolbens 2b ein Verfahren einzusetzen, um einen Wert der Verschiebungsgröße xPP des primären Kolbens 2b zu erreichen, um den geforderten automatischen Bremsdruck aus einer Tabelle zu erhalten, die eine im Voraus erstellte Beziehung zwischen der Verschiebungsgröße xPP des primären Kolbens 2b und dem Hauptdruck Pmc darstellt, und den erhaltenen Wert der Verschiebungsgröße xPP als Soll-Verschiebungsgröße festzulegen. Bei diesem Regelverfahren wird der vom Motor-Drehwinkelsensor 50a abgetastete Motor-Drehwinkel in die Verschiebungsgröße xPP des primären Kolbens 2b umgewandelt und der Antriebsmotor 50 im Feedback-Regelmodus geregelt, um die so ermittelte Verschiebungsgröße auf die oben genannte Soll-Verschiebungsgröße zu regeln.
Ein weiteres Regelverfahren ist ein Feedback-Regelverfahren zur Regelung der Verschiebungsgröße xPP des primären Kolbens 2b, um den tatsächlichen Hauptdruck Pmc, der vom Hauptdrucksensor (3a, 3b) abgetastet wurde, auf den geforderten automatischen Bremsdruck zu regeln. Es ist möglich, eines dieser Regelverfahren einzusetzen. Es ist ferner möglich, den geforderten automatischen Bremsdruck aus einem externen Regelsystem zu empfangen.
Das oben beschriebene automatische Regelverfahren unter Verwendung der Tabelle basiert nicht direkt auf dem abgetasteten Hauptdruck Pmc. Um zu überprüfen, ob der Hauptdruck korrekt auf den bestimmungsgemäßen Pegel des geforderten automatischen Bremsdrucks erzeugt wurde, kann das Bremssystem daher einen ausfallsicheren Vorgang durchführen, indem der zusätzlich abgetastete Hauptdruck Pmc mit dem geforderten automatischen Bremsdruck verglichen wird.
Der Regelablauf des Raddruck-Regelabschnitts 9 gemäß der zweiten Ausführungsform ist im Wesentlichen identisch mit dem in 3 dargestellten Ablauf der ersten Ausführungsform, mit der Ausnahme, dass der Schritt S1 das Vorliegen oder Fehlen des Backup-Anforderungssignals durch den Empfang des Signals vom Hauptdruck-Regelabschnitt 8 über die CAN-Datenübertragung überprüft.
Der Raddruck-Regelabschnitt 9 beurteilt, dass die Backup-Anforderung erzeugt wurde, wenn die CAN-Datenübertragung mit dem Hauptdruck-Regelabschnitt 8 unmöglich wird. Im Falle eines (Total-)Ausfalls in der CPU 80 oder einer Unterbrechung der Zuführung des Vcc1 für die CPU 80 wird die oben genannte kontinuierlich periodisch durchgeführte CAN-Datenübertragung zwischen dem Hauptdruck-Regelabschnitt 8 und dem Raddruck-Regelabschnitt 9 undurchführbar und das Regelsystem kann einen solchen Ausfall durch eine Änderung der Form des Inter-Unit-Signals (z. B. auf das konstant am LO-Pegel feststehende Signal) erfassen.
Im Falle der unerwünschten Unterbrechung der CAN-Datenübertragung erfasst die CPU 80 auch an diesem Ende die Unterbrechung der CAN-Datenübertragung und stoppt die Hauptdruck-Regelung, um die eine gleichzeitige Regelung sowohl des Hauptdruck-Regelabschnitts 8 als auch des Raddruck-Regelabschnitts 9 zu verhindern. Wenn die CAN-Datenübertragung z. B. aufgrund eines Bruchs einer der Signalleitungen L1 und L2 oder eines Defekts des CAN-Datenübertragungs-I/F-Schaltkreises 86g undurchführbar wird, ist die Hauptdruck-Regelung der Hauptdruck-Regeleinheit 8 noch möglich und die gleichzeitige Regelung der Regelabschnitte 8 und 9 muss verhindert werden.
Wenn der Raddruck-Regelabschnitt 9 zum Schritt S10 des Backup-Regelmodus vorrückt, erfasst der Raddruck-Regelabschnitt 9 eine Bremsenbetätigungsgröße aus einem Signal vom Hauptdrucksensor (3a, 3b) am Schritt S11; und regelt den Raddruck Pwc (für die Verstärkungsregelung), indem die inneren Absperrventile 17 und 27, die äußeren Absperrventile 11 und 21 und der Motor M (für die Pumpe P) am Schritt S13 und Schritt S14 geregelt werden. Der Schritt S11 kann die Bremsenbetätigungsgröße erfassen, indem das Signal der Bremsenbetätigungssensorvorrichtung 7 (Verschiebungssensoren 7a und 7b) verwendet wird, das über die CAN-Datenübertragung vom Hauptdruck-Regelabschnitt 8 empfangen wurde.
Es ist möglich, anstelle der CAN-Datenübertragung eine serielle Datenübertragung (mit Ausnahme der CAN-Datenübertragung) oder eine FlexRay-Datenübertragung zu verwenden. Die FlexRay-Datenübertragung ist eines der Kfz- (oder In-Car-)LAN-Interface-Protokolle und die Zuverlässigkeit der Datenübertragung ist im Vergleich zur CAN verbessert. In diesem Fall wird der CAN-Datenübertragungs-I/F-Schaltkreis durch einen seriellen Datenübertragungs-I/F-Schaltkreis oder einen FlexRay-Datenübertragungs-I/F-Schaltkreis ersetzt, um die Datenübertragung zwischen den Regelabschnitten 8 und 9 durch die Datenübertragungsleitung oder einen Bus zu ermöglichen. Wenn eine Störung vom Hauptdruck-Regelabschnitt 8 erfasst wird, wird das Backup-Regelsignal durch die Datenübertragung an den Raddruck-Regelabschnitt 9 gesendet.
Da die Datenübertragung im Falle des (Total-)Ausfalls der CPU 80 und eines Bruchs oder Kurzschlusses der Datenübertragungsleitung L1, L2 undurchführbar wird, verändert der Raddruck-Regelabschnitt 9 den Regelmodus auf den Backup-Regelmodus falls das Backup-Anforderungssignal oder die Unterbrechung der Datenübertragung (die durch den Wechsel der Signal-Wellenform z. B. auf die kontinuierliche Wellenform des LO-Pegels erfasst wird) empfangen wird.
Das so aufgebaute Bremsregelsystem kann im Radzylinder-Regelabschnitt 9 auf den Backup-Regelmodus im Falle des Auftretens einer Störung im Verstärkungssystem während der Zeitspanne ohne eine Bremsenbetätigung ändern, während der einen Bremsvorgang durch den Fahrer nicht durchgeführt wird, und kann die Raddruck-Regelung sofort als Reaktion auf einen Bremsvorgang des Fahrers starten, um eine Bremskraft gemäß der Bremsenbetätigungsgröße zu erzeugen.
Das Bremsregelsystem gemäß der zweiten Ausführungsform kann die folgenden Effekte bereitstellen.

(9) Der Verstärkerzustand-Übertragungsabschnitt (86g) ist in der ersten Regeleinheit oder Regeleinrichtung (8) vorgesehen, die erste Regeleinheit (8) überträgt ein Zustandssignal, das eine Störung repräsentiert, als Verstärkerzustand des Verstärkersystems über die CAN-Datenübertragung (oder die andere serielle Datenübertragung oder FlexRay-Datenübertragung) an die zweite Regeleinheit oder Regeleinrichtung (9) und die zweite Regeleinheit führt die Verstärkungs-Backupregelung durch, um den Radzylinderdruck zu erhöhen, indem der Modulator (3) als Reaktion auf das Zustandssignal geregelt wird, das das Auftreten einer Störung signalisiert.

Unter Verwendung der CAN-Datenübertragungsleitung (oder der anderen seriellen Datenübertragungsleitung oder FlexRay-Datenübertragungsleitung) kann das Bremsregelsystem einen ähnlichen Effekt wie den oben genannten Effekt (3) bereitstellen. Wenn keine Störung im Verstärkungssystem (5, 8) vorliegt, kann das Bremsregelsystem die variable Verstärkungsregelung und/oder die automatische Bremsregelung im Zusammenwirken mit einer externen Regelvorrichtung durchführen.
7 zeigt die elektrischen Schaltungsanordnungen des Hauptdruck-Regelabschnitts 8 gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform dadurch, dass eine Mehrzahl von Sets bzw. Sätze von Datenübertragungsleitungen vorgesehen ist. Im Beispiel von 7 sind zusätzlich zu den Signalleitungen L1 und L2, die mit dem CAN-Datenübertragungs-I/F-Schaltkreis 86g verbunden sind, ferner ein zweiter CAN-Datenübertragungs-I/F-Schaltkreis 86h und ein zweiter Satz von Signalleitungen L3 und L4 vorgesehen, die mit dem I/F-Schaltkreis 86h verbunden sind. Der zweite Satz der Signalleitungen L3 und L4 und der zweite I/F-Schaltkreis 86h können im Wesentlichen auf die gleiche Art und Weise wie der erste Satz der Signalleitungen L1 und L2 und der erste CAN-Datenübertragungs-I/F-Schaltkreis 86g verwendet werden. Jede der Signalleitungen L1–14 kann auf die gleiche Art und Weise wie die in 2 gemäß der ersten Ausführungsform dargestellte Signalleitung L verwendet werden. Ansonsten ist der Aufbau der dritten Ausführungsform im Wesentlichen identisch zu dem der zweiten Ausführungsform.
Wie in 7 dargestellt, umfasst der Hauptdruck-Regelabschnitt 8 eine Mehrzahl (zwei) von CAN-Datenübertragungs-I/F-Schaltkreisen (86g und 86h), die entsprechend mit einer Mehrzahl (zwei) von Sätzen von Signalleitungen (L1 und L2, L3 und L4) verbunden sind, während der Raddruck-Regelabschnitt 9, wie im Beispiel von 6, mit nur einem Satz der Signalleitungen verbunden ist. Daher muss der Raddruck-Regelabschnitt 9 keine Mehrzahl von CAN-Datenübertragungs-I/F-Schaltkreisen aufweisen. Jedoch kann auch der Raddruck-Regelabschnitt 9 mit einer Mehrzahl von CAN-Datenübertragungs-I/F-Schaltkreisen versehen sein, die mit einer Mehrzahl von Sätzen von Signalleitungen verbunden sind. Darüber hinaus ist es optional, drei oder mehr Sätze von Signalleitungen vorzusehen. Es ist wie in der zweiten Ausführungsform möglich, die Datenübertragungsleitung oder -Leitungen und den I/F-Schaltkreis oder die -Schaltkreise für die andersartige serielle Datenübertragung oder die FlexRay-Datenübertragung anstelle der CAN-Datenübertragung einzusetzen.
Der Regelablauf der dritten Ausführungsform ist im Wesentlichen identisch zu dem der zweiten Ausführungsform (3). Am Schritt S1 kann der Raddruck-Regelabschnitt 9 beurteilen, dass die Backupregelungsanforderung (in Form einer Änderung der Signalform oder in Form der Unausführbarkeit der Datenübertragung) z. B. entweder über einen von beiden oder sowohl über den ersten Satz der Signalleitungen L1 und L2 als auch den zweiten Satz von Signalleitungen L3 und L4 erzeugt wurde.
Selbst wenn die Datenübertragung über einen Satz von Signalleitungen aufgrund eines Bruchs einer Leitung, einer Störung in den I/F-Schaltkreisen oder irgendeines anderen Faktors anormal wird, kann das Bremsregelsystem die CAN-Datenübertragung über den anderen Satz der Signalleitungen fortsetzen. Darüber hinaus kann der Hauptdruck-Regelabschnitt 8 in diesem Fall die Hauptdruck-Regelung immer noch ausführen. Daher kann der Hauptdruck-Regelabschnitt 8, im Gegensatz zur zweiten Ausführungsform, die Hauptdruck-Regelung fortsetzen, ohne das Backup-Anforderungssignal an den Raddruck-Regelabschnitt 9 zu senden, wenn eine Störung in einem der Datenübertragungsleitungssätze erfasst wurde. In diesem Fall kann das Bremsregelsystem die primäre Hauptdruck-Regelung mit dem Hauptdruck-Regelabschnitt 8 und dem Hauptdruck-Regulierungsabschnitt 5 fortsetzen, anstatt auf die Backupregelung des Raddruck-Regelabschnitts 9 und des Raddruck-Regulierungsabschnitts 3 zurückzugreifen.

(10) Die dritte Ausführungsform kann den folgenden Effekt bereitstellen. Die Bremsregelvorrichtung umfasst eine Mehrzahl von Datenübertragungssystemen (von denen jedes zumindest eine Datenübertragungsleitung (und zumindest einen I/F-Schaltkreis in jeder der Regeleinheiten (8, 9) umfassen kann). Wenn eines der Datenübertragungssysteme anormal wird, kann die Bremsregelvorrichtung die primäre Verstärkungsregelung mit der ersten Regeleinheit (8) und dem Bremskraftverstärker (5) fortsetzen. Zusätzlich zu den Effekten, die den oben genannten Effekten (2), (3) und (9) ähnlich sind, kann die dritte Ausführungsform daher die Zuverlässigkeit der ausfallsicheren Funktion verbessern, indem die primäre Verstärkungsregelung der ersten Regeleinheit (8) und des Verstärkers (5) anstelle der Backupregelung der zweiten Regeleinheit (9) und des hydraulischen Modulators (3) im Falle einer Störung in einem der Datenübertragungssysteme fortgesetzt wird.

8 zeigt ein Bremsregelsystem gemäß einer vierten Ausführungsform. Das Bremsregelsystem 1 der vierten Ausführungsform umfasst einen Unterdruck-Verstärker 100 eines bekannten Typs, anstelle des elektrischen Verstärkers (5) mit dem elektrischen Antriebsmotor 50. Der Unterdruck-Verstärker 100 verwendet eine Vakuumpumpe 110 und ein Vakuumpumpen-Regelabschnitt 120 (der der ersten Regeleinrichtung oder ersten Regeleinheit entspricht) regelt den Hauptdruck Pmc durch eine Regelung der Vakuumpumpe 110. Es ist möglich, als Aufbau des Vakuumpumpen-Regelabschnitts 120 einen Aufbau ähnlich wie den Aufbau des Hauptdruck-Regelabschnitts 8 zu verwenden. Ansonsten ist das Bremsregelsystem der vierten Ausführungsform im Wesentlichen identisch zum System der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform. Das Bremsregelsystem der vierten Ausführungsform kann die gleichen Effekte wie die vorausgegangenen Ausführungsformen bereitstellen.
Obwohl die Erfindung zuvor mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Modifikationen und Variationen der oben beschriebenen, dargestellten Ausführungsformen werden dem Durchschnittsfachmann angesichts der obigen Lehre einleuchten.
Der Raddruck-Regulierungsabschnitt (hydraulische Modulator) 3 ist nicht auf die in 1 (und 8) dargestellte Hydraulikkreisanordnung beschränkt. Es ist möglich, eine oder verschiedene andere mögliche Hydraulikkreisanordnungen für den Raddruck-Regulierungsabschnitt 3 einzusetzen. Der elektrische Verstärker der ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen umfasst den in 1 dargestellten Mechanismus zur Übertragung der Drehung vom Motor 50 zum ersten Kolben 2b. Es ist jedoch möglich, verschiedene andere Typen des elektrischen Verstärkers unter Verwendung eines Motors einzusetzen. Der Antriebsmotor 50 ist nicht auf den Dreiphasen-Motor beschränkt. Die Verwendung eines bürstenlosen Gleichstrommotors ist vorteilhaft hinsichtlich der Regelbarkeit, des niedrigeren Geräuschpegels und der Lebensdauer. Es ist möglich, anstelle des Riemenantriebs als Reduzierungsgetriebe 51 z. B. ein Untersetzungs-Zahnradsystem einzusetzen. Als Energieübertragungsmechanismus für den Umwandlungsmechanismus 55 einer Rotation in eine Translation ist es möglich, einen Zahnstangenmechanismus oder irgendeinen anderen Mechanismus anstelle des Kugelumlaufspindel-Typs zu verwenden. Es ist möglich, als Pumpe P des Raddruck-Regulierungsmechanismus 3 verschiedene Pumpen, wie z. B. eine Kolbenpumpe und eine Trochoid-Pumpe anstelle einer Zahnradpumpe einzusetzen. Die Zahnradpumpe ist beim Geräuschpegel überlegen. Im Gegensatz zur Anordnung von 7 ist es möglich, ein erstes Datenübertragungssystem einer CAN-Datenübertragung und ein zweites Datenübertragungssystem mit nur einer Datenübertragungsleitung für den ausfallsicheren Betrieb wie in 2 zu verwenden. Das heißt, dass die Datenübertragungssysteme nicht vom gleichen Typ sein müssen. In diesem Fall ist es möglich, die gleichen Effekte wie bei der vierten Ausführungsform bereitzustellen und die Kosten durch die Eliminierung der Notwendigkeit zu senken, dass eine Mehrzahl von CAN-Systemen vorgesehen werden muss.
Gemäß den dargestellten Ausführungsformen kann der Hauptdruck-Regulierungsabschnitt 5 oder der Unterdruck-Verstärker 100 (mit der Vakuumpumpe 110) als Hauptkomponente einer Verstärkungseinrichtung zur Erhöhung eines Hauptzylinderdrucks (Pmc) gemäß eines Bremsvorgangs des Fahrers dienen.
Gemäß einer der möglichen Anordnungen kann die Verstärkungseinrichtung ferner einen Hauptzylinder aufweisen. Der Raddruck-Regulierungsabschnitt 3 kann als Modulierungseinrichtung zur Erhöhung eines Raddrucks dienen und die Modulierungseinrichtung kann ferner zumindest einen Radzylinder umfassen. Entsprechend einer der möglichen Anordnungen kann eine Verstärkungsregelungseinrichtung zur Regelung der Verstärkungseinrichtung zumindest eine CPU (wie z. B. die CPU 80) eines Computers umfassen; und eine Modulierungsregeleinrichtung zur Regelung der Modulierungseinrichtung kann zumindest einen (eine CPU eines) Computer(s) oder die Gesamtheit des Raddruck-Regelabschnitts 9 umfassen. Eine Datenübertragungseinrichtung zur Verbindung der Verstärkungsregelungseinrichtung 8 und der Modulierungsregelungseinrichtung (9) kann zumindest eine Datenübertragungsleitung umfassen und kann ferner ein Interface oder mehrere Interfaces (wie z. B. 86f, 86g und 86h) umfassen, die in einem vor beiden oder sowohl im Hauptdruck-Regelabschnitt 8 als auch im Raddruck-Regelabschnitt 9 enthalten sind. Zumindest entweder die CPU 80, der Überwachungs-Regelschaltkreis 83 oder die zur Erfassung einer Störung verwendeten Sensoren können als Störungs-Erfassungseinrichtung zur Überwachung eines Verstärkungssystems dienen. Der Speicherschaltkreis 85 oder irgendein anderer Speicher im Hauptzylinder-Regelabschnitt 8 kann als Speichereinrichtung zur Speicherung eines anormalen Zustands dienen, der von der Störungs-Erfassungseinrichtung erfasst wurde. Der Raddruck-Regelabschnitt 9 oder eine CPU des Raddruck-Regelabschnitts 9 kann als Backup-Regeleinrichtung (S13, S14) dienen, um den Radzylinderdruck zu erhöhen. Gemäß den dargestellten Ausführungsformen weist ein Brems Regelverfahren auf: einen Schritt (S14, S20) zur Erhöhung eines Radzylinderdrucks entweder in einem ersten Regelmodus (S20) zur Regelung des Radzylinderdrucks mit einem Bremsverstärkungssystem, das einen Hauptzylinder unterstützt, oder in einem zweiten Regelmodus (S14) zur Regelung des Radzylinderdrucks mit einem hydraulischen Modulierungssystem mit einem Drucksensor; und einen Schritt (S1) zur Überwachung eines Zustands des Verstärkungssystems über eine Datenübertragung zwischen dem Verstärkungssystem und dem hydraulischen Modulierungssystem.
Gemäß den dargestellten Ausführungsformen umfasst eine Bremsregelvorrichtung: einen Hauptzylinder, um einen Hauptzylinderdruck gemäß einer Bremseingabe des Fahrers zu erzeugen; einen Bremskraftverstärker, um den Hauptzylinder zu unterstützen, um den Hauptzylinderdruck zu erhöhen; einen Radzylinder, um eine Bremskraft zu erzeugen, indem ein Radzylinderdruck aufgenommen wird; einen hydraulischen Modulator, um den Radzylinderdruck zu erzeugen, indem der vom Hauptzylinder zugeführte Hauptzylinderdruck reguliert wird, wobei der hydraulische Modulator eine Druckquelle umfasst, um den Radzylinderdruck über den Hauptzylinderdruck des Hauptzylinders hinaus zu erhöhen; und einen Regelabschnitt, um den Bremskraftverstärker zu regeln, um ein Verstärkungsregelsystem (5, 8) auszubilden, um den Hauptzylinderdruck gemäß der Bremseingabe des Fahrers zu erhöhen und den hydraulischen Modulator zu regeln, um ein Modulierungssystem (3, 9) auszubilden, um den Radzylinderdruck mit dem hydraulischen Modulator anstelle des Verstärkersystems zu erhöhen, wobei der Regelabschnitt einen Überwachungsabschnitt (80, 83, 88b, 81b, 86f) umfasst, um eine Störung im Verstärkungssystems zu erfassen, und das Verstärkungssystem auf einen ausfallsicheren Modus und das Modulierungssystem auf einen Backupmodus nach der Erfassung einer Störung im Verstärkungssystems vor einem Bremsvorgang des Fahrers einzustellen.
Diese Anmeldung basiert auf einer früheren japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2007-212523 vom 17. Aug. 2007. Die gesamten Inhalte dieser japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2007-212523 werden hiermit durch Bezugnahme miteinbezogen.
Obwohl die Erfindung zuvor mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Modifikationen und Variationen der oben beschriebenen Ausführungsformen werden dem Durchschnittsfachmann angesichts der obigen Lehre einleuchten. Der Umfang der Erfindung ist mit Bezug auf die nachfolgenden Ansprüche definiert.
Zusammenfassend ist festzustellen: Ein Bremsregelsystem umfasst einen Hauptzylinder, um einen Hauptzylinderdruck zu erzeugen, einen Bremskraftverstärker, um den Hauptzylinder unterstützen, eine erste Regeleinheit, um den Bremskraftverstärker zu regeln, einen hydraulischen Modulator, um einem Radzylinder einen Radzylinderdruck zuzuführen, und eine zweite Regeleinheit, um den hydraulischen Modulator zu regeln. Der hydraulische Modulator umfasst eine Druckquelle, z. B. eine Pumpe, um den Radzylinderdruck zu erhöhen. Die ersten und zweiten Regeleinheiten sind durch eine Datenübertragungsleitung miteinander verbunden. Das Bremsregelsystem umfasst ferner einen Verstärkerzustand-Übertragungsabschnitt, um durch die Datenübertragungsleitung einen Zustand eines Verstärkungssystems zu übertragen, das vom Bremskraftverstärker und der ersten Regeleinheit gebildet wird. (1)

1: Bremsregelvorrichtung
2: Hauptzylinder
2a: Zylindergehäuse
2b: primärer Kolben
2c: sekundärer Kolben
2d: primäre Flüssigkeitskammer, Druckkammer
2e: sekundäre Flüssigkeitskammer, Druckkammer
3: Raddruck-Regulierungsabschnitt, -mechanismus
4a, 4b, 4c, 4d: Radzylinder vorn links, vorn rechts, hinten links, hinten rechts
5: Raddruck-Regulierungsabschnitt, -mechanismus
6: Eingangsstange
6a: vorderer Stangenendbereich
6b: hinterer Stangenendbereich
7: Bremsenbetätigungssensorvorrichtung
7a, 7b: erster, zweiter Verschiebungssensor
8: Hauptdruck-Regelabschnitt, -vorrichtung
9: Raddruck-Regelabschnitt, -vorrichtung
10, 20: erster Bremskreis, zweiter Bremskreis
10a, 20a: erster Verzweigungsabschnitt
10b, 20b: zweiter Verzweigungsabschnitt
10c, 20c: erster Rückführungsabschnitt
10d, 20d: zweiter Rückführungsabschnitt
10e: gemeinsamer Rückführungskreisabschnitt
10g, 20g: Ansaugabschnitt
10h, 20h: Ansaugabschnitt
10i, 20i: Ausstossabschnitt
10k: gemeinsamer Zuführungsabschnitt
10l, 20l: erster Zuführungsabschnitt
10m, 20m: zweiter Zuführungsabschnitt
11, 21: äußeres Absperrventil
12, 22: erstes Druckerhöhungsventil
13, 23: zweites Druckerhöhungsventil
14, 24: erstes Druckreduzierventil
15, 25: zweites Druckreduzierventil
16, 26: Vorratsbehälter
17, 27: inneres Absperrventil
40a, 40b, 40c, 40d: Bremsscheibe vorn links, vorn rechts, hinten links, hinten rechts
50: Motor
51: Reduzierungsgetriebe
52: Antriebsriemenscheibe
53: Mitläuferriemenscheibe
55: Wandlervorrichtung einer Rotation in eine Translation
56: Kugelumlaufspindelmutter
57: Kugelumlaufspindelwelle
58: bewegliches Element
59: Rückstellfeder
B: Ringraum
80: Zentraleinheit
81a, 81b: Relaisschaltkreis
82a, 82b: 5V-Versorgungsschaltkreis
83: Überwachungs-Regelschalkreis
84a: Motor-Antriebschaltkreis
86b: Temperatursensor-Schaltkreis
86c, 86d: Verschiebungssensor-Schaltkreis
86e: Hauptdrucksensor-Schaltkreis
87: Filterschaltkreis
88b: Ein-/Aus-Signalausgabeschaltkreis
100: Verstärker
110: Vakuumpumpe
120: Vakuumpumpen-Regelabschnitt
BRG: Lager
BP: Bremspedal
FLW, FRW, RLW, RRW: linkes Vorderrad, rechtes Vorderrad, linkes Hinterrad, rechtes Hinterrad
HSG1: erstes Gehäuseelement
HSG2: zweites Gehäuseelement
L: Signalleitung
M: Motor
P: Pumpe
P1, P2: erste Pumpe, zweite Pumpe
Pmc: Hauptdruck
Pwc: Raddruck
RES: Vorratsbehälter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 2001-513041 A [0002]
- WO 9835867 A1 [0002]
- JP 2007-212523 [0155, 0155]

Claims

Bremsregelvorrichtung, die aufweist: einen Hauptzylinder, der durch eine Bremsenbetätigung eines Fahrers betätigt wird; einen Bremskraftverstärker, um die Betätigung des Hauptzylinders gemäß der Bremsenbetätigung des Fahrers zu unterstützen, um einen Radzylinderdruck zu erhöhen; eine erste Regeleinheit, um den Bremskraftverstärker zu regeln; einen hydraulischen Modulator zur Flüssigkeitsdruckregelung, der eine Druckquelle umfasst, um den Radzylinderdruck zu erhöhen; eine zweite Regeleinheit, um den hydraulischen Modulator zu regeln; und eine Datenübertragungsleitung, die die erste Regeleinheit und die zweite Regeleinheit verbindet.
Bremsregelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bremsregelvorrichtung ferner einen Verstärkungszustand-Übertragungsabschnitt aufweist, um über die Datenübertragungsleitung einen Zustand eines durch den Bremskraftverstärker und die erste Regeleinheit gebildeten Verstärkungssystems zu übertragen, wenn der Bremskraftverstärker in Betrieb ist und wenn der Bremskraftverstärker nicht in Betrieb ist.
Bremsregelvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Verstärkungszustand-Übertragungsabschnitt in der ersten Regeleinheit vorgesehen ist, die erste Regeleinheit ein anormales Zustandssignal, das einen anormalen Zustand repräsentiert, als Zustand des Verstärkungssystems über die Datenübertragungsleitung zur zweiten Regeleinheit überträgt, und die zweite Regeleinheit eine Backupregelung durchführt, um den Radzylinderdruck durch eine Regelung des hydraulischen Modulators als Reaktion auf das anormale Zustandsignal zu regeln.
Bremsregelvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Bremsregelvorrichtung ferner einen nicht-volatilen Speicher aufweist, der entweder in der ersten oder der zweiten Regeleinheit vorgesehen ist und Informationen über den anormalen Zustand des Verstärkungssystems speichert, wenn ein Bremsvorgang im Gang ist und wenn kein Bremsvorgang durchgeführt wird.
Bremsregelvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Bremsregelvorrichtung ferner eine Bremsenbetätigungssensorvorrichtung aufweist, um die Quantität des Bremsvorgangs eines Fahrers abzutasten, und die zweite Regeleinheit den hydraulischen Modulator gemäß der Quantität des Bremsvorgangs in der Backupregelung regelt.
Bremsregelvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Bremsenbetätigungssensorvorrichtung zumindest entweder einen Bremspedalkraftsensor, um eine auf ein Bremspedal aufgebrachte Niederdrückkraft abzutasten, einen Bremspedal-Hubsensor, um eine Bewegung des Bremspedals abzutasten, oder einen Hauptzylinderdrucksensor aufweist, um einen Hauptzylinderdruck des Hauptzylinders abzutasten.
Bremsregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4, 5 oder 6, wobei der hydraulische Modulator aufweist: die Druckquelle mit einer Pumpe, um eine Bremsflüssigkeit aus dem Hauptzylinder anzusaugen; ein erstes Absperrventil, das zwischen dem Hauptzylinder und einem Radzylinder vorgesehen ist; und ein zweites Absperrventil, das zwischen dem Hauptzylinder und der Pumpe vorgesehen ist; und wobei die zweite Regeleinheit die Backupregelung durchführt, indem einen Aufpumpdruck erzeugt wird, um den Radzylinderdruck mit der Pumpe zu erhöhen.
Bremsregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4, 5 oder 6, wobei die Datenübertragungsleitung eine Leitung entweder für eine CAN-Datenübertragung, oder eine serielle Datenübertragung außer einer CAN- oder FlexRay-Datenübertragung umfasst.
Bremsregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4, 5 oder 6, wobei die zweite Regeleinheit das anormale Zustandssignal über die Datenübertragungsleitung empfängt, wenn ein anormaler Zustand bei der Datenübertragung über die Datenübertragungsleitung eintritt, und die Backupregelung durch eine Regelung des hydraulischen Modulators als Reaktion auf den anormalen Zustand der Datenübertragung durchführt.
Bremsregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4, 5 oder 6, wobei die Bremsregelvorrichtung eine Mehrzahl der Datenübertragungsleitungen aufweist, die die ersten und zweiten Regeleinheiten verbinden; und die erste Regeleinheit den Radzylinderdruck durch eine Regelung des Bremskraftverstärkers regelt, selbst wenn eine der Datenübertragungsleitungen sich in einem anormalen Datenübertragungszustand befindet.
Bremsregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, wobei entweder die erste Regeleinheit oder die zweite Regeleinheit die Datenübertragungsleitung normalerweise in einem ersten Zustand hält, der einen normalen Zustand des Bremskraftverstärkers und der ersten Regeleinheit repräsentiert, und die Datenübertragungsleitung vom ersten Zustand auf einen zweiten Zustand ändert, der das Vorliegen eines anormalen Zustands entweder im Bremskraftverstärker oder in der ersten Regeleinheit repräsentiert, wenn eine Störung zumindest entweder im Bremskraftverstärker oder in der ersten Regeleinheit erfasst wurde.
Bremsregelvorrichtung nach Anspruch 11, wobei entweder die erste Regeleinheit oder die zweite Regeleinheit die Datenübertragungsleitung von einem AUS-Zustand auf den ersten Zustand umschaltet, wenn zumindest entweder die erste oder die zweite Regeleinheit auf einen EIN-Zustand geschaltet wurde, und die Datenübertragungsleitung kontinuierlich im ersten Zustand hält, die sich vom AUS-Zustand unterscheidet, während die ersten und zweiten Regeleinheiten ohne den anormalen Zustand im EIN-Zustand bleiben, der im Bremskraftverstärker oder in der ersten Regeleinheit erfasst wurde.
Bremsregelvorrichtung nach Anspruch 11, wobei entweder die erste Regeleinheit oder die zweite Regeleinheit die Datenübertragungsleitung kontinuierlich im ersten Zustand hält, indem kontinuierlich ein periodisches elektrisches Signal erzeugt wird, das durch die Datenübertragungsleitung übertragen wird.
Bremsregelvorrichtung, die aufweist: eine Verstärkungseinrichtung zur Erhöhung eines Hauptzylinderdrucks gemäß einer Bremsenbetätigung eines Fahrers; eine Modulierungseinrichtung zur Erhöhung eines Radzylinderdrucks, wobei die Modulierungseinrichtung eine Druckquelle umfasst, um den Radzylinderdruck zu erhöhen; eine Verstärkungsregelungseinrichtung, um die Verstärkungseinrichtung zu regeln; eine Modulierungsregelungseinrichtung, um die Modulierungseinrichtung zu regeln; und eine Datenübertragungseinrichtung, um die Verstärkerregelungseinrichtung und die Modulierungsregelungseinrichtung zu verbinden; wobei die Verstärkerregelungseinrichtung eine Störungserfassungseinrichtung zur Überwachung eines von der Verstärkungseinrichtung und der Verstärkungsregelungseinrichtung gebildeten Verstärkersystems, während sich die Verstärkungsregeleinrichtung in einem EIN-Zustand befindet, und zur Erfassung eines anormalen Zustand im Verstärkersystem, und eine Speichereinrichtung umfasst, um den von der Störungs-Erfassungseinrichtung erfassten anormalen Zustand zu speichern; und die Modulierungsregeleinrichtung eine Backup-Regeleinrichtung umfasst, um den Radzylinderdruck durch eine Regelung der Modulierungseinrichtung als Reaktion auf ein Zustandssignal zu regeln, das den in der Speichereinrichtung gespeicherten anormalen Zustand repräsentiert, der durch die Datenübertragungseinrichtung empfangen wurde.
Bremsregelvorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Bremsregelvorrichtung ferner eine Bremsenbetätigungs-Sensoreinrichtung aufweist, um die Größe einer Bremsenbetätigung des Fahrers abzutasten; und die Backup-Regeleinrichtung eine Einrichtung zur Regelung der Modulierungseinrichtung gemäß der Größe der Bremsenbetätigung des Fahrers zu regeln, die von der Bremsenbetätigungs-Sensoreinrichtung abgetastet wurde.
Bremsregelvorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Speichereinrichtung einen nicht-volatilen Speicher umfasst, um den anormalen Zustand zu speichern, der von der Störungs-Erfassungseinrichtung erfasst wurde.
Bremsregelverfahren, das aufweist: einen Schritt zur Erhöhung eines Radzylinderdrucks entweder in einem ersten Regelmodus zur Regelung des Radzylinderdrucks mit einem Bremskraftverstärkersystem, das einen Hauptzylinder unterstützt, oder eines zweiten Regelmodus zur Regelung des Radzylinderdrucks mit einem hydraulischen Modulierungssystem, das eine Druckquelle umfasst; und einen Schritt zur Überwachung eines Zustands des Verstärkersystems durch eine Datenübertragung zwischen dem Verstärkersystem und dem hydraulischen Modulierungssystem.
Regelverfahren nach Anspruch 17, wobei entweder der erste Regelmodus oder der zweite Regelmodus als Druckregelungsmodus gemäß dem Zustand des Verstärkersystems am Schritt des Überwachen des Zustands des Verstärkersystems vor dem Schritt des Erhöhens des Radzylinderdrucks gewählt wird.
Bremsregelverfahren nach Anspruch 18, wobei der erste Regelmodus gewählt wird, wenn sich das Verstärkersystem in einem Normalzustand befindet, und wenn ein anormaler Zustand des Verstärkersystems erfasst wurde, wird der Druckregelungsmodus vom ersten Regelmodus auf den zweiten Regelmodus als Reaktion auf einen Zustandssignal geändert, das durch die Datenübertragung zwischen dem Verstärkersystem und dem Modulierungssystem übertragen wurde.