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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIETERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bremsvorrichtung für
ein Kraftfahrzeug und insbesondere auf eine Bremsvorrichtung einer
Art nach break-by-wire, die eine elektronische Steuerung anwendet.
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BESCHREIBUNG DES ZUGEHÖRIGEN
STANDES DER TECHNIK
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Im
Stand der Technik ist für eine derartige Bremsvorrichtung
für ein Kraftfahrzeug eine Technik gemäß dem
japanischen Patent Nummer
4 088 802 B bekannt. Die Bremsvorrichtung des
japanischen Patents Nummer 4 088 802
B weist Folgendes auf: einen Motor, der in einer Vorwärtsrichtung
und einer Rückwärtsrichtung drehen kann; einen
Linearbewegungskugelgewindemechanismus, der so aufgebaut ist, dass
er eine Drehung der Mutter, die mit dem Motor in Arretierung steht,
in eine Linearbewegung in einer axialen Richtung einer Schraube
umgewandelt wird, deren Drehung begrenzt ist; eine Bremsbetätigungseinrichtung,
die mit einem hinteren Ende der Schraube so verbunden ist, dass
die Schraube gedrückt wird; und einen Hauptzylinder, der
einen Hauptkolben aufweist, dessen vorderes Ende in einer Hydraulikkammer
positioniert ist, mit der eine Radbremse verbunden ist, und dessen
hinteres Ende mit einem vorderen Ende der Schraube verbunden ist.
Außerdem ist die Mutter drehbar und in einer axialen Richtung
hin- und hergehend bewegbar, deren Zurückversetzgrenze
durch ein Gehäuse festgelegt wird, und ein Hubsimulator
ist vorgesehen, der so aufgebaut ist, dass er einen Relativabstand
zwischen einem Eingangsübertragungselement, das mit der Bremsbetätigungseinrichtung
verbunden ist, und der Mutter gemäß einem von
der Bremsbetätigungseinrichtung eingegebenen Eingabesignal
verkürzt. Wenn die Mutter sich vorwärts bewegt,
bewegt sich ein elastisches Element in dem Hubsimulator zusammen
mit der Mutter nach vorn, und eine Axialkraft des Eingangsübertragungselements
kann zu der Schraube übertragen werden, um dadurch einen
Hub und ein Eingabesignal der Bremsbetätigungseinrichtung zu
regulieren, die ansonsten durch den Hubsimulator verbraucht werden
würden.
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In
der Bremsvorrichtung des
japanischen Patents
Nummer 4 088 802 B fungiert aufgrund des vorstehend beschriebenen
Aufbaus, wenn der Motor betätigt wird, eine Bremsvorrichtung
als eine solche der Art nach break-by-wire, und wenn der Motor aufgrund
eines Fehlverhaltens des Motors oder dergleichen nicht betätigt
wird, kann eine Axialkraft der Bremsbetätigungseinrichtung
direkt zu dem Hauptkolben übertragen werden.
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Wenn
jedoch in der Bremsvorrichtung des
japanischen Patents Nummer 4 088 802 B der
Motor betätigt wird, wird die Mutter zu dem Zurückversetzen hin
gedrückt, das durch eine Drehkraft des Motors begrenzt
ist, und eine Kraft überschreitet eine Drückkraft
durch das Eingangsübertragungselement. Daher wird in dem
Fall einer Regenerativsteuerung oder dergleichen, wenn ein Drehmoment
des Motors verringert wird, eine Kraft, die die Mutter zu der Zurückversetzgrenze
drückt, schwächer, und ein Problem kann sich dahingehend
ergeben, dass die Drückkraft durch das Eingangsübertragungselement
zu dem Hauptkolben übertragen wird. In diesem Fall kann eine Übertragungskraft
zu dem Hauptkolben nicht bis zu einem Niveau unterdrückt
werden, das der Drückkraft durch das Eingangsübertragungselement gleichwertig
ist, und somit kann eine zufriedenstellende Regenerativsteuerung
nicht ausgeführt werden.
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Außerdem
kann es sein, dass in dem Fall einer Bremsbetätigung im
Notfall oder dergleichen eine Zeitverzögerung in nachteilhafter
Weise sich zwischen dem Niederdrücken des Bremspedals und
der Betätigung des Motors ergibt. In diesem Fall drückt, nachdem
ein Zwischenraum zu einem hinteren Endabschnitt der Schraube zu
0 gebracht worden ist, das Eingangsübertragungselement
direkt die Schraube, bis der Motor betätigt wird, um dadurch
einen Druck in dem Hauptzylinder zu erzeugen. Danach wird, wenn
der Motor betätigt wird, die Mutter zu der Zurückversetzgrenze
gedrückt, und, da die Schraube und das Eingangsübertragungselement sich
voneinander wegbewegen, es wird eine Reaktionskraft auf das Bremspedal
von derjenigen des Hauptzylinders zu derjenigen des Hubsimulators
geschaltet. Daher wird zu dem Zeitpunkt, bei dem der Motor betätigt
wird, die Größe einer Reaktionskraft zu dem Bremspedal
ungleichmäßig, was ein unangenehmes Empfinden
für den Fahrer mit sich bringt.
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Daher
ist es erwünscht, eine Bremsvorrichtung als eine Art nach
break-by-wire durch eine elektronische Steuerung zu schaffen, bei
der sogar dann, wenn die elektronische Steuerung außer
Kraft gesetzt ist, eine Bremskraft in genauer Weise durch die Betätigung
des Bremspedals erzeugt werden kann.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Bremsvorrichtung
geschaffen, die Folgendes aufweist: ein Eingangselement, das so
aufgebaut ist, dass es durch eine Versetzbewegung eines Bremspedals
eine Arretierung ausführt; ein Abgabeelement, das relativ
zu dem Eingangselement und unabhängig von diesem bewegbar
ist und so aufgebaut ist, dass es einen Fluiddruck in einem Hauptzylinder erzeugt;
einen Bremsmechanismus, der so aufgebaut ist, dass er eine Bremskraft
auf ein Rad durch den Fluiddruck aufbringt, der in dem Hauptzylinder erzeugt
wird; eine Antriebseinrichtung, die so aufgebaut ist, dass sie das
Abgabeelement unabhängig von dem Eingangselement antreibt;
und einen Kupplungsmechanismus, der zwischen dem Eingangselement
und dem Abgabeelement vorgesehen ist und so aufgebaut ist, dass
er das Eingangselement mit dem Abgabeelement in Eingriff bringt,
um so zu ermöglichen, dass das Eingangselement und das
Abgabeelement sich als eine Einheit bewegen, wenn das Abgabeelement
nicht durch die Antriebseinrichtung angetrieben wird, und er den
Eingriff zwischen dem Eingangselement und dem Abgabeelement aufhebt, wenn
das Abgabeelement durch die Antriebseinrichtung angetrieben wird.
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Gemäß diesem
Aufbau wird, wenn das Abgabeelement (Ausgangselement) durch die
Antriebseinrichtung angetrieben wird, der Eingriff zwischen dem
Eingangselement und dem Ausgangselement durch den Kupplungsmechanismus
aufgehoben, und eine Relativbewegung zwischen dem Eingangselement
und dem Ausgangelement wird möglich. Wenn andererseits
das Ausgangselement (Abgabeelement) durch die Antriebseinrichtung
nicht angetrieben wird, ermöglicht der Eingriff durch den
Kupplungsmechanismus eine als eine Einheit erfolgende Bewegung des
Eingangselements und des Ausgangselements. Daher wird, wenn die
Antriebseinrichtung normal arbeitet, unabhängig von dem
Versetzen des Eingangselements das Ausgangselement durch die Antriebseinrichtung
antreibbar (d. h. die sogenannte Break-by-wire-Steuerung wird möglich).
Durch diesen Aufbau wird eine Druckkraft durch das Eingangselement
niemals zu dem Hauptzylinder übertragen, und eine Regenerativsteuerung
kann in zufriedenstellender Weise ausgeführt werden. Außerdem
kann unabhängig von der Betätigung des Bremspedals das
Ausgangselement angetrieben werden (d. h. eine automatische Bremssteuerung
ist möglich). Wenn die Antriebseinrichtung aufgrund eines
Fehlverhaltens (Fehler) oder dergleichen nicht betätigt wird
oder wenn die Betätigung der Bremseinrichtung vorübergehend
eine zeitlang aufgrund einer Notfallbremsbetätigung oder
dergleichen durch das Abgabeelement nicht ausgeführt werden
kann, das sich als eine Einheit durch den Kupplungsmechanismus bewegt,
wobei das Eingangselement mit dem Bremspedal in Arretierung steht,
wird ein Fluiddruck in dem Hauptzylinder gemäß der
Versatzbewegung des Bremspedals erzeugt, und somit kann eine Bremskraft
in sicherer Weise auf die Räder ausgeübt werden.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Bremsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung des Weiteren Folgendes auf: ein Gehäuse,
das so aufgebaut ist, dass es in diesem das Eingangselement und
das Abgabeelement hält, und wobei die Antriebseinrichtung
folgendes aufweist: einen Motor; ein Drehelement, das in dem Gehäuse
vorgesehen ist und drehbar ist, während seine hin- und
hergehende Bewegung gemäß der Drehung des Motors
begrenzt ist; und ein Linearbewegungselement, das mit dem Drehelement
in Eingriff bringbar ist, sich in einer Bewegungsrichtung eines
Hauptkolbens, der in dem Hauptzylinder vorgesehen ist, in Übereinstimmung mit
einer Drehung des Drehelementes hin- und hergehend bewegt, und so
aufgebaut ist, dass es eine Axialkraft in einer Vorwärtsbewegungsrichtung
des Hauptkolbens auf das Abgabeelement aufbringt.
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Gemäß diesem
Aufbau kann die Drehkraft des Motors in effizienter Weise in einer
Axialkraft in einer Vorwärtsbewegungsrichtung des Hauptzylinders
umgewandelt werden und die Axialkraft wird zu dem Abgabeelement übertragen.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Bremsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung weist der Kupplungsmechanismus Folgendes
auf: eine schräg verlaufende Fläche, die an einer
Innenfläche des Abgabeelementes ausgebildet ist; ein Rollelement,
das zwischen der schräg verlaufenden Fläche und
einer Außenfläche des Eingangselementes angeordnet
ist; ein Vorspannelement, das so aufgebaut ist, dass es das Rollelement
in einer Richtung vorspannt, die das Rollelement in Kontakt mit
der schräg verlaufenden Fläche und der Außenfläche des
Eingangselementes bringt; und ein Verbindungselement, das in eine Öffnung
eingeführt ist, die in einer Seitenfläche des
Abgabeelementes ausgebildet ist, wobei es an sowohl der Seite des
Linearbewegungselementes als auch der Seite des Eingangselementes
vorragt und es so schwenkbar ist, dass das Rollelement in einer
Richtung, die entgegengesetzt zu der Richtung ist, in der das Rollelement
in Kontakt gebracht wird, zusammen mit einer Bewegung gedrückt
wird, die das Linearbewegungselement zu der Seite des Hauptkolbens
ausführt.
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Gemäß diesem
Aufbau wird, wenn das Linearbewegungselement sich an der Hauptkolbenseite aufgrund
der Bremsbetätigung bewegt, ein Endabschnitt des Verbindungselements
gedrückt. Zusammen dazu schwenkt das Verbindungselement, und
sein Endabschnitt, der zu dem gedrückten Endabschnitt entgegengesetzt
ist, drückt das Rollelement in der Richtung, die zu der
Richtung entgegengesetzt ist, die das Rollelement in Kontakt bringt. Demgemäß wird
der Kupplungsmechanismus gelöst, und eine Relativbewegung
zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement wird möglich. Daher
wird, wenn der Motor betätigt wird, der Kupplungsmechanismus
gelöst, und wenn der Motor nicht betätigt wird,
gelangt die Kupplung in Eingriff, und somit kann unabhängig
von der Betätigung des Motors eine Bremskraft in genauer
Weise erzeugt werden.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Bremsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung des Weiteren einen Hubsimulator auf,
der in einem Übertragungssystem vorgesehen ist, das so aufgebaut
ist, dass es eine auf das Bremspedal aufgebrachte Betätigungskraft
zu dem Eingangselement überträgt, und der so aufgebaut
ist, dass er eine Reaktionskraft auf das Bremspedal in Übereinstimmung mit
einer Betätigungsgröße des Bremspedals
aufbringt.
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Bei
diesem Aufbau kann während des Betriebs einer sogenannten
Break-by-wire-Steuerung ein geeignetes Betätigungsempfinden
dem Fahrer mitgeteilt werden.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Bremsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung ist das Linearbewegungselement durch
eine Anfangsdrehung des Motors geringfügig drehbar, wobei
der Hubsimulator folgendes aufweist: einen Eingriffsabschnitt, der
mit dem Gehäuse in Eingriff bringbar ist; und einen Axialkrafteingriffsteil,
der in Axialrichtung mit dem Linearbewegungselement in Eingriff
bringbar ist; und wobei der Eingriffsabschnitt nicht mit dem Gehäuse
in Eingriff gelangt, wenn eine elektrische Stromstärke
nicht zu dem Motor geliefert wird, und mit dem Gehäuse
durch eine Drehkraft, die von dem Linearbewegungselement durch das
Axialkrafteingriffsteil empfangen wird, in Eingriff gelangt, wenn der
Motor angetrieben wird.
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Gemäß diesem
Aufbau gelangt, wenn der Motor betätigt wird, indem die
geringfügige Drehung des Linearbewegungselements genutzt
wird, der Hubsimulator mit dem Gehäuse in Eingriff. Wenn
andererseits der Motor nicht betätigt wird, gelangt der Hubsimulator
nicht mit dem Gehäuse in Eingriff. Daher bewegt sich, wenn
der Motor nicht betätigt wird, der Hubsimulator zusammen
mit dem Eingangselement nach vorn und übt niemals eine
Reaktionskraft auf das Bremspedal aus. Daher wird auf das Bremspedal,
wenn eine sogenannte Break-by-wire-Steuerung ausgeführt
wird, eine Reaktionskraft von dem Hubsimulator übertragen,
und wenn die sogenannte Break-by-wire-Steuerung nicht ausgeführt
wird, wird eine Reaktionskraft von dem Hauptzylinder übertragen,
und in beiden Fällen kann ein geeignetes Betätigungsempfinden
dem Fahrer mitgeteilt werden.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Bremsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung des Weiteren Folgendes auf: eine zweite schräg
verlaufende Fläche, die an einer Innenfläche eines
Elementes ausgebildet ist, das in dem Gehäuse vorgesehen
ist; ein zweites Rollelement, das zwischen der zweiten schräg
verlaufenden Fläche und einer Außenfläche
des Hubsimulators angeordnet ist; und ein zweites Vorspannelement,
das so aufgebaut ist, dass es das zweite Rollelement in einer Richtung vorspannt,
in der das zweite Rollelement mit der zweiten schräg verlaufenden
Fläche und der Außenfläche des Hubsimulators
in Kontakt gebracht wird; wobei der Kupplungsmechanismus so aufgebaut
ist, dass er das zweite Rollelement in einer Richtung, die entgegengesetzt
zu der Richtung ist, in der das zweite Rollelement in Kontakt gebracht
wird, zusammen mit einer Bewegung drückt, die das Linearbewegungselement
von dem Hauptkolben weg ausführt.
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Gemäß diesem
Aufbau werden, zusammen mit der Bewegung des Linearbewegungselements, das
Verbinden und Trennen zwischen dem Hubsimulator und dem Gehäuse
durch den zweiten Kupplungsmechanismus verwirklicht. Demgemäß können, während
der Aufbau einfach gestaltet ist, das Verbinden und Trennen zwischen
dem Hubsimulator und dem Gehäuse gemäß dem
Antriebszustand des Motors sicher ausgeführt werden.
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Darüber
hinaus ist es in einer derartigen Bremsvorrichtung erwünscht,
dass der Hubsimulator sich eher mit einer Zeitverzögerung
nach der Bremsbetätigung bewegt als dass er sich sofort
danach bewegt. In einem derartigen Fall, bei dem lediglich eine Zeitverzögerung
bei der Betätigung des Motors vorhanden ist, führt,
wenn der Hubsimulator von dem Gehäuse gelöst ist
und sich zusammen mit dem Eingangselement unmittelbar nach der Bremsbetätigung nach
vorn bewegt, das Betätigen des Motors und das Ausführen
einer sogenannten Break-by-wire-Steuerung zu keiner Reaktionskraft
auf das Bremspedal, und somit wird ein unangenehmes Empfinden dem Fahrer
mitgeteilt. Um dieses Problem zu lösen, wird in einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel der Bremsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung von zwei Endabschnitten des Vorspannelements des Kupplungsmechanismus
ein Endabschnitt, der einem Endabschnitt an einer Rollelementseite
entgegengesetzt ist, in Kontakt mit einer Endwand des Hubsimulators
an einer Hauptzylinderseite gebracht.
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Da
gemäß diesem Aufbau die Endwand des Hubsimulators
an der Hauptzylinderseite in Kontakt mit einem der beiden Endabschnitte
des Vorspannelements gebracht wird, der dem Rollelement entgegengesetzt
ist, verhindert eine Vorspannkraft des Vorspannelements, das der
Hubsimulator sich unmittelbar nach der Bremsbetätigung
bewegt. Durch diesen Aufbau kann selbst dann, wenn der Motor mit
einer Zeitverzögerung nach der Bremsbetätigung
betätigt wird, eine Reaktionskraft auf das Bremspedal ausgeübt
werden, da der Hubsimulator mit dem Gehäuse in Eingriff
steht.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Bremsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung des Weiteren eine Steuereinheit auf,
die so aufgebaut ist, dass sie einen elektrischen Strom (elektrische
Stromstärke) auf den Motor aufbringt, der erforderlich
ist, um den Eingriff des Kupplungsmechanismus aufzuheben, wenn das
Bremspedal nicht betätigt ist. Gemäß diesem
Aufbau kann eine Zeitverzögerung während der Bremsbetätigung
verringert werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine schematische Darstellung einer Bremsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung.
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2 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Druckbeaufschlagungsmechanismus,
der nicht in Betrieb ist.
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3 zeigt
eine Querschnittsansicht des Druckbeaufschlagungsmechanismus, wenn
ein Motor während einer Bremsbetätigung normal
betätigt wird.
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4 zeigt
eine Querschnittsansicht des Druckbeaufschlagungsmechanismus, wenn
ein Motor während einer Bremsbetätigung nicht
normal betätigt wird.
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5A zeigt
eine Darstellung eines Verbindungszustands eines Kupplungsmechanismus.
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5B zeigt
eine Darstellung eines Verbindungszustands eines Kupplungsmechanismus.
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6A zeigt
eine Darstellung eines Eingriffszustands eines Hubsimulators mit
einem Gehäuse.
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6B zeigt
eine Darstellung eines Eingriffszustands eines Hubsimulators mit
einem Gehäuse.
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7 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Druckbeaufschlagungsmechanismus einer
Bremsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
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8 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Druckbeaufschlagungsmechanismus einer
Bremsvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
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9 zeigt eine Darstellung eines Verbindungszustands
eines Kupplungsmechanismus eines Hubsimulators.
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9B zeigt
eine Darstellung eines Verbindungszustands eines Kupplungsmechanismus
eines Hubsimulators.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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1. Ausführungsbeispiel
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Ein
erstes Ausführungsbeispiel einer Bremsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Die Bremsvorrichtung der vorliegenden Erfindung weist Folgendes
auf: einen Bremsbetätigungssensor BS, der so aufgebaut
ist, dass er einen durch den Fahrer bewirkten Betätigungsbetrag
(Größe) eines Bremspedals BP misst; einen Bremsmechanismus
C, der betätigbar so aufgebaut ist, dass er durch einen
Fluiddruck betätigt wird und Bremskräfte auf Räder
W aufbringt; eine Hydraulikschaltung, die so aufgebaut ist, dass
sie einen Fluiddruck zu dem Bremsmechanismus C überträgt;
einen Hauptzylinder 30, der so aufgebaut ist, dass er einen
Fluiddruck eines Bremsöls in der Hydraulikschaltung 10 erzeugt; einen
Hauptspeicher 32, der so aufgebaut ist, dass er das Bremsöl
zu dem Hauptzylinder 30 liefert; einen Druckbeaufschlagungsmechanismus
A, der so aufgebaut ist, dass er einen Fluiddruck in dem Hauptzylinder 30 gemäß einer
Betätigung des Bremspedals BP erzeugt; und eine Steuereinheit
B, die so aufgebaut ist, dass sie eine elektrische Stromstärke
auf den Druckbeaufschlagungsmechanismus A in Übereinstimmung
mit einem Messergebnis des Bremsbetätigungssensors BS aufbringt.
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Der
Bremsmechanismus C weist Folgendes auf: Radzylinder WC (WCFR, WCFL,
WCRR und WCRL), die für entsprechende Räder W
(jeweils vorderes rechtes Rad WFR, vorderes linkes Rad WFL, hinteres
rechtes Rad WRR und hinteres linkes Rad WRL) vorgesehen sind; und
(nicht dargestellte) Bremsklötze (Bremsbeläge),
die jeweils so aufgebaut sind, dass sie eine Bremskraft, die eine
Reibungskraft an dem entsprechenden Rad W ausnutzt, durch eine Betätigungskraft
des entsprechenden Radzylinders WC erzeugt.
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Der
Hauptzylinder 30 hat einen Hauptkolben 31, der
in diesem hin- und hergehend beweglich gehalten wird. Eine hin-
und hergehende Bewegung des Hauptzynders 31 erzeugt einen
Fluiddruck des Bremsöls in der Hydraulikschaltung 10.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der Hauptzylinder 30 einen
Aufbau der sogenannten „Tandem”-Art und weist
eine erste Hydraulikkammer 30a und eine zweite Hydraulikkammer 30b auf.
Der Hauptspeicher 32 hat zwei Fluidkanäle, die
jeweils in unabhängiger Weise mit der ersten Hydraulikkammer 30a und
der zweiten Hydraulikkammer 30b in Kommunikation stehen.
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Die
Hydraulikschaltung 10 weist eine erste Hydraulikschaltung 10a und
eine zweite Hydraulikschaltung 10b auf, die mit dem Hauptzylinder 30 verbunden
sind. Die erste Hydraulikschaltung 10a verbindet die erste
Hydraulikkammer 30a mit dem hinteren rechten Radzylinder
WCRR und dem hinteren linken Radzylinder WCRL. Die zweite Hydraulikschaltung 30b verbindet
die zweite Hydraulikkammer 30b mit dem vorderen rechten
Radzylinder WCFR und dem vorderen linken Radzylinder WCFL.
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Die
erste Hydraulikschaltung 10a verzweigt in einen ersten
Abzweigungskanal 11a und einen zweiten Abzweigungskanal 15a,
die mit dem rechten hinteren Radzylinder WCRR bzw. dem hinteren
linken Radzylinder WCRL jeweils verbunden sind. An dem ersten Abzweigungskanal 11a ist
ein erstes normalerweise offenes Steuerventil 12a angeordnet, das
normalerweise offen ist und zwischen einer Kommunikationsposition
und einer geschlossenen Position schaltbar ist. An einer zu der
Position des ersten normaler offenen Steuerventil 12a juxtaposierten
Position ist ein erstes Rückschlagventil 14a angeordnet, das
eine Strömung eines Bremsfluids von Seite des hinteren
rechten Radzylinders WCRR zu einer Seite eines Druckbeaufschlagungsmechanismus
A ermöglicht, aber eine Strömung in umgekehrter
Richtung blockiert. Wie an dem ersten Abzweigungskanal 11a ist
an dem zweiten Abzweigungskanal 15a ein zweites normalerweise
offenes Steuerventil 16a angeordnet, das normalerweise
offen ist und zwischen einer Kommunikationsposition und einer geschlossenen Position
schaltbar ist, und an einer zu der Position des zweiten normalerweise
offenen Steuerventil 16a nebengeordneten Position ist ein
zweites Rückschlagventil 18a angeordnet, das eine
Strömung des Bremsfluids von einer Seite des hinteren linken
Radzylinders WCRL zu der Seite des Druckbeaufschlagungsmechanismus
A ermöglicht, aber eine Strömung in umgekehrter
Richtung blockiert.
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Es
ist ein Zusammenlaufkanal 19a vorgesehen, der einen Fluidkanalabschnitt,
der von dem ersten Abzweigungskanal 11a an der Seite des
hinteren rechten Radzylinders WCRL relativ zu dem ersten normalerweise
offenen Steuerventil 12a abzweigt, mit einem Fluidkanalabschnitt
zusammentreten lässt, der von dem zweiten Abzweigungskanal 15a an
der Seite des hinteren linken Radzylinders WCRL relativ zu dem zweiten
normalerweise offenen Steuerventil 16a abzweigt. Der Zusammenlaufkanal 19a ist
dann mit einem Abzweigungspunkt in den ersten Abzweigungskanal 11a und
in den zweiten Abzweigungskanal 15a verbunden. Außerdem
ist an dem Abschnitt des Zusammenlaufkanals 19a, der von
dem ersten Abzweigungskanal 11a abzweigt, ein erstes normalerweise
geschlossenes Steuerventil 13a angeordnet, das normalerweise
geschlossen ist und zwischen einer Kommunikationsposition und einer
geschlossenen Position schaltbar ist. In ähnlicher Weise
ist an dem Abschnitt des Zusammenlaufkanals 19a, der von
dem zweiten Abzweigungskanal 15a abzweigt, ein zweites
normalerweise geschlossenes Steuerventil 17a angeordnet,
das normalerweise geschlossen ist und zwischen einer Kommunikationsposition
und einer geschlossenen Position schaltbar ist. Es sind ein drittes
Rückschlagventil 20a, eine Hydraulikpumpe 21a und
ein viertes Rückschlagventil 22a in dieser Reihenfolge
an einem Fluidkanal zwischen einem Zusammentreffpunkt an dem Zusammenlaufkanal 19a,
an dem der Fluidkanal von dem ersten normalerweise geschlossenen
Steuerventil 13a sich mit dem Fluidkanal von dem zweiten
normalerweise geschlossenen Steuerventil 17a trifft, und dem
vorstehend erwähnten Abzweigungspunkt in den ersten Abzweigungskanal 11a und
in den zweiten Abzweigungskanal 15a angeordnet. Die Hydraulikpumpe 21a ist
so aufgebaut, dass sie durch einen Motor CM angetrieben wird und
das Bremsfluid abgibt. Außerdem ist ein Speicher 23a zwischen
sowohl dem ersten normalerweise geschlossenen Steuerventil 13a als
auch dem zweiten normalerweise geschlossenen Steuerventil 17a an
dem Zusammenlaufkanal 19a, und dem dritten Rückschlagventil 20a vorgesehen.
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Der
Aufbau der ersten Hydraulikschaltung 10a in der Hydraulikschaltung 10 ist
vorstehend beschrieben. Da die erste Hydraulikschaltung 10a und die
zweite Hydraulikschaltung 10b den gleichen Aufbau haben,
weist die zweite Hydraulikschaltung 10b die gleichen Bauelemente
wie die erste Hydraulikschaltung 10a auf. Demgemäß ist
in der Zeichnung der Buchstabe „a”, der als Bezugszeichen
zur Darstellung der Bauteile der ersten Hydraulikschaltung 10a verwendet
worden ist, durch den Buchstaben „b” ersetzt worden,
um entsprechende Bauteile der zweiten Hydraulikschaltung darzustellen,
die die gleichen wie bei der ersten Hydraulikschaltung sind, und
somit unterbleibt eine wiederholte Beschreibung der zweiten Hydraulikschaltung.
Nachstehend ist der Buchstabe „a” oder „b” im
Bezugszeichen weggelassen worden, sofern nicht zwischen der ersten
und zweiten Hydraulikschaltung unterschieden werden soll.
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Der
Motor CM ist so aufgebaut, dass er in drehender Weise die Hydraulikpumpe 21a in
der ersten Hydraulikschaltung 10a und eine Hydraulikpumpe 21b in
der zweiten Hydraulikschaltung 10b antreibt.
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Außerdem
ist in der zweiten Hydraulikschaltung 10b ein Hauptzylinderhydrauliksensor 24 angeordnet,
der so aufgebaut ist, dass er einen Fluiddruck des Hauptzylinders 30 misst.
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Wie
dies in 1 dargestellt ist, weist die Bremsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung die Steuereinheit B auf, die so aufgebaut
ist, dass sie verschiedene Steuerungen ausführt. Die Steuereinheit
B weist folgendes auf: eine ECU (elektronische Steuereinheit) mit
einem Mikrocomputer als ein Kernelement; einen Motortreiber MD,
der so aufgebaut ist, dass er eine elektrische Stromstärke
auf den Druckbeaufschlagungsmechanismus A aufbringt; und dergleichen.
Mit der ECU und dem Motortreiber MD ist eine Batterie BT zum Liefern
von Energie verbunden. Die Steuereinheit B ist, wie dies nachstehend
beschrieben ist, so aufgebaut, dass sie einen Motor M, die verschiedenen
Steuerventile in der Hydraulikschaltung 10 oder dergleichen
während einer Steuerung einer Bremskraft steuert, die auf
das Rad W aufgebracht wird. Die Bremsvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung hat einen Aufbau einer sogenannten „Break-by-wire-Art”.
Demgemäß ist die Steuereinheit B so aufgebaut,
dass sie eine Eingangskraft von dem Bremsbetätigungssensor
BS, der einen Betätigungsbetrag des Bremspedals BP misst,
empfängt und eine Stromstärke zu dem Druckbeaufschlagungsmechanismus
A gemäß dem Betätigungsbetrag des Bremspedals
BP aufbringt. Es sollte hierbei beachtet werden, dass im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ein Hubbetrag des Bremspedals BP und eine Trittkraft (Niederdrückkraft)
auf das Bremspedal BP durch den Fahrer als der Betätigungsbetrag
des Bremspedals BP verwendet werden. Demgemäß werden
ein Hubsensor und ein Trittkraftsensor als der Bremsbetätigungssensor
BS verwendet. Die Steuereinheit B ist so aufgebaut, dass sie eine
Bremskraft, die auf jedes Rad W auszuüben ist, durch die
folgenden Steuerungen steuert. Wenn eine Bremskraft auf dem Rad
W aufgebracht werden soll, anders ausgedrückt, wenn ein
Druck des Radzylinders WC zu erhöhen ist, schaltet die
Steuereinheit B das erste normalerweise geöffnete Steuerventil 12a und
dergleichen zu der Kommunikationsposition und schaltet das erste
normalerweise geschlossene Steuerventil 13a und dergleichen
zu der geschlossenen Position. Wenn im Gegensatz dazu die Bremskraft
des Rades W zu verringern ist, anders ausgedrückt wenn
der Druck des Radzylinders WC zu verringern ist, schaltet die Steuereinheit
B das erste normalerweise geöffnete Steuerventil 12a und
dergleichen zu der geschlossenen Position, und schaltet das erste
normalerweise geschlossene Steuerventil 13a oder dergleichen
zu der Kommunikationsposition. Wenn die Bremskraft des Rades W beizubehalten
ist, anders ausgedrückt, wenn der Druck des Radzylinders
WC beizubehalten ist, schaltet die Steuereinheit B sowohl das erste
normalerweise geöffnete Steuerventil 12a und dergleichen
als auch das erste normalerweise geschlossene Steuerventil 13a und
dergleichen zu der geschlossenen Position.
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2 zeigt
eine Darstellung des Aufbaus des Druckbeaufschlagungsmechanismus
A in der Bremsvorrichtung der vorliegenden Erfindung. Der Druckbeaufschlagungsmechanismus
A weist folgendes auf: den Motor M, der mit einer von der Steuereinheit
B aufgebrachten elektrischen Stromstärke drehbar ist; ein
kleines Zahnrad 40, das mit einer Drehwelle des Motors
M als eine Einheit drehbar ist; ein großes Zahnrad 41 mit Zähnen,
die dazu in der Lage sind, mit Zähnen des kleinen Zahnrades 40 in Eingriff
zu gelangen, wobei die Zähnezahl des großen Zahnrads 41 größer
als diejenige des kleinen Zahnrades 40 ist; einen Linearbewegungsumwandlungsmechanismus 50,
der im Inneren des großen Zahnrades 41 koaxial
zu diesem vorgesehen ist, und so aufgebaut ist, dass er eine Drehung
des großen Zahnrades 41 in eine Linearbewegung
des Hauptkolbens 31 in einer hin- und hergehend bewenden
Richtung umwandelt; einen Abgabekolben 43, der in den Linearbewegungsumwandlungsmechanismus 50 eingeführt
ist und in der hin- und hergehenden Richtung des Hauptkolbens 31 bewegbar
ist (dieser Abgabekolben ist ein Ausführungsbeispiel des
Abgabeelementes der vorliegenden Erfindung); eine Eingangsstange 44,
die mit dem Bremspedal BP durch eine Welle 101 verbunden
ist und in der hin- und hergehend beweglichen Richtung des Hauptkolbens 31 gemäß einem
Betätigungsbetrag des Bremspedals BP bewegbar ist (diese
Eingangsstange ist ein Ausführungsbeispiel des Eingangselementes
der vorliegenden Erfindung); einen Hubsimulator 70, der
so aufgebaut ist, dass er eine Reaktionskraft zu dem Bremspedal
BP gemäß einer hin- und hergehenden Bewegung der
Eingangsstange 44 erzeugt, und ein elastisches Element 46,
das so aufgebaut ist, dass es den Linearbewegungsumwandlungsmechanismus 50 in
einer Rückzugsrichtung (Einfahrrichtung) des Hauptkolbens 31 vorspannt.
Es sollte hierbei beachtet werden, dass in der nachstehend dargelegten
Beschreibung die Richtungsbewegung des Hauptkolbens 31 während
der Druckbeaufschlagung des Bremsöls als „vorwärts” bezeichnet
ist, und während der Druckentlastung als „einfahrend” bezeichnet
ist. Diese Bewegungen werden gemeinsam als „hin- und hergehende
Bewegung” bezeichnet.
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Der
Linearbewegungsumwandlungsmechanismus 50 weist folgendes
auf: ein Drehelement 51, das in das große Zahnrad 41 koaxial
eingeführt ist und als eine Einheit mit dem großen
Zahnrad drehbar ist, während eine Bewegung in seiner hin-
und hergehenden Richtung begrenzt ist; und ein Linearbewegungselement
(sich linear bewegendes Element) 52, das in das Drehelement 53 koaxial
eingeführt ist und in einer hin- und hergehenden Richtung
bewegbar ist. Das große Zahnrad 41 und das Drehelement 51 sind
durch Befestigungselemente 45 als eine Einheit aneinander
befestigt, und zusammen mit der Drehung des großen Zahnrades 41 dreht
sich das Drehelement 51 gleichförmig. Außerdem
ist das große Zahnrad 41 an einem Gehäuse 100 durch
ein Axiallager 42 drehbar befestigt. Das Linearbewegungselement 52 ist
so aufgebaut, dass es eine Axialkraft (Schubkraft) relativ zu einem
Drehregulierteil 100a auf das Gehäuse aufbringt
und mit dem Drehregulierteil 100a so in Eingriff steht,
dass eine Drehkraft zu dem Drehregulierteil 100a durch
ein Axialkrafteingriffsteil 52a übertragen wird.
In der vorliegenden Erfindung ist ein derartiger Eingriff als „Eingriff
in Axialrichtung” bezeichnet. Darüber hinaus hat
sowohl eine Innenwand des Drehelementes 51 als auch eine
Außenwand des Linearbewegungselementes eine Nut, die so
aufgebaut ist, dass sie miteinander verschraubt sind. Demgemäß beginnt,
wenn sich das Drehelement 51 dreht, das Linearbewegungselement 52 mit
einer Drehung. Da jedoch der Axialkrafteingriffsteil 52a in
Kontakt mit dem Drehregulierteil 100a gebracht wird, ist
die Drehung des Linearbewegungselementes 52 begrenzt, während
das Linearbewegungselement 52 sich in der Vorwärtsrichtung bewegt.
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In
das Linearbewegungselement 52 ist der Abgabekolben (Ausgangskolben) 43 koaxial
eingeführt. Außerdem ist nach innen in einer radialen
Richtung des Linearbewegungselementes 52 ein Axialkraftübertragungsteil 52c vorgesehen,
der so aufgebaut ist, dass er eine Axialkraft in einer Vorwärtsrichtung
zu dem Abgabekolben 43 überträgt. Andererseits
ist nach außen in einer radialen Richtung des Abgabekolbens 43 ein
Axialkraftaufnahmeteil 43a vorgesehen, der so aufgebaut
ist, dass er die Axialkraft von dem Axialkraftübertragungsteil 52c aufnimmt.
Wie dies in 2 gezeigt ist, ist, wenn sie nicht
betätigt sind, ein kleiner Zwischenraum in der hin- und
hergehenden Richtung zwischen dem Axialkraftübertragungsteil 52c und
dem Axialkraftaufnahmeteil 43a vorgesehen. Wenn sich das
Linearbewegungselement 52 vorwärts bewegt, wird
der Zwischenraum verkleinert, und dann werden das Axialkraftübertragungsteil 52c und
das Axialkraftaufnahmeteil 43a miteinander in Kontakt gebracht,
und dann bewegen sich das Linearbewegungselement 52 und der
Abgabekolben 43 als eine Einheit nach vorn. Außerdem
hat das Gehäuse 100 eine Öffnung an der Hauptzylinderseite
(Seite des Hauptzylinders 30), in das ein Endabschnitt
des Hauptkolbens 31 sich hinein erstreckt. Wenn der Abgabekolben 43 sich
nach vorn bewegt, wird der Erstreckungsendabschnitt des Hauptkolbens 31 gedrückt,
der das Bremsöl im Inneren des Hauptkolbens 30 mit
Druck beaufschlagt. Dieser Fluiddruck wird dann zu dem Radzylinder
WC durch die Hydraulikschaltung 10 übertragen.
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Der
Abgabekolben 43 hat einen Hohlraum 43b, dessen
Endabschnitt an einer entgegengesetzten Seite zu der Seite des Hauptzylinders 30 eine Öffnung
hat, in die die Eingangsstange 44 eingeführt ist. Wie
dies in 2 gezeigt ist, sind ein Endabschnitt 44a der
Eingangsstange 44 an der Hauptzylinderseite (Hauptzylinder 30)
und eine Endwand 43c des Hohlraums 43b des Abgabekolbens 43 so aufgebaut, dass
sie einen vorbestimmten Zwischenraum zwischen ihnen haben. In dem
Fall einer normalen Bremsbetätigung bewegt sich, wenn das
Bremspedal BP niedergedrückt wird, die Eingangsstange 44 zu der
Hauptzylinderseite (Hauptzylinder 30) nach vorn, und gleichzeitig
bewegt sich der Abgabezylinder 30 aufgrund der Betätigung
des Motors M nach vorn. Demgemäß drückt
der Endabschnitt 44a der Eingangsstange 44 niemals
die Endwand 43c des Hohlraums 43b des Abgabekolbens 43.
Anders ausgedrückt wird der Niederdrückvorgang
des Bremspedals BP nicht direkt zu dem Hauptkolben 31 übertragen,
sondern eine Kraft wird auf den Hauptkolben 31 durch einen
Strom aufgebracht, der gemäß dem Betätigungsbetrag
des Bremspedals BP aufgebracht wird. Darüber hinaus sind
das Verbinden und Trennen der Eingangsstange 44 und des
Abgabekolbens 43 unter Verwendung des Kupplungsmechanismus 60 schaltbar,
der nachstehend beschrieben ist. Durch diesen Aufbau wird ein Bremsen
der Art nach break-by-wire verwirklicht.
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In
der Bremsvorrichtung der Art nach break-by-wire können
ihre Funktionen ausgeübt werden, wenn der Motor M normal
betätigt wird. Wenn jedoch der Motor M aufgrund eines beim
Motor M vorliegenden Fehlverhaltens oder dergleichen nicht betätigt
wird, kann die Funktion nicht ausgeübt werden. Daher soll,
wenn der Motor M im Hinblick auf sein Betätigen versagt,
der Niederdrückvorgang des Bremspedals BP direkt zu dem
Abgabekolben 43 übertragen werden. Daher hat die
Bremsvorrichtung der vorliegenden Erfindung einen Kupplungsmechanismus 60,
der nachstehend beschrieben ist.
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Der
Kupplungsmechanismus 60 ist so aufgebaut, dass er die Eingangsstange 44 und
den Abgabekolben 43 gemäß einem Antriebszustand
des Motors M verbindet und trennt. Wie dies in 2 und
in 5 gezeigt ist, ist an einer Seitenfläche
des Abgabekolbens 43 eine Öffnung 43d vorgesehen,
die von dem Hohlraum 43b zu einer Innenwandseite des Linearbewegungselementes 52 hindurch
dringt. Der Kupplungsmechanismus 60 weist folgendes auf:
eine schräg verlaufende Fläche 43a, die
in einer Innenwand des Hohlraums 43b des Abgabekolbens 43 ausgebildet
ist; ein Rollelement 61, das zwischen der schräg
verlaufenden Fläche 43e und einer Außenfläche
der Eingangsstange 44 angeordnet ist; ein Vorspannelement 42,
das so aufgebaut ist, dass es das Rollelement 61 in einer
Richtung vorspannt, in der das Rollelement 61 mit der schräg
verlaufenden Fläche 43e und der Außenfläche
der Eingangsstange 44 in Kontakt gebracht wird; ein Verbindungselement 63,
das in die Öffnung 43d eingeführt ist,
durch die Seitenwand des Abgabekolbens 43 gestützt
ist, an sowohl der Seite des Linearbewegungselementes 52 als
auch der Seite der Eingansstange 44 vorragt und in der
hin- und hergehenden Richtung schwenkbar ist; ein Befestigungselement 64,
das so aufgebaut ist, dass es das Rollelement 61 hält
und eine Vertiefung hat für einen Eingriff eines Endabschnitts
des Verbindungselementes 63 an der Seite der Eingangsstange 44;
und einen Vorsprung 52b, der in dem Linearbewegungselement 52 vorgesehen
ist und so aufgebaut ist, dass er das Verbindungselement 63 in
einer Vorwärtsbewegungsrichtung drückt, wenn das
Linearbewegungselement 52 sich nach vorn bewegt. Außerdem
ist ein Endabschnitt 62a des Vorspannelementes 62 an
der Hubsimulatorseite (Hubsimulator 70) an einer Endwand 71a eines
ersten Gehäuses 71 des Hubsimulators 70 befestigt.
Es sollte hierbei beachtet werden, dass im Hinblick auf sowohl das
Rollelement 61 als auch das Verbindungselement 63 eine
Vielzahl von ihnen in einer Umfangsrichtung vorgesehen sind, und
der Vorsprung 52b und das Befestigungselement 64 sind
so aufgebaut, dass sie der Anzahl derartiger Bauteile entsprechen.
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Demgemäß trennt,
wenn der Motor M betätigt wird, der Kupplungsmechanismus 60 die
Eingangsstange 44 und den Abgabekolben 43 voneinander;
und wenn der Motor M nicht betätigt wird, sind die Eingangsstange 44 und
der Abgabekolben 43 verbunden, und eine als eine Einheit
erfolgende Vorwärtsbewegung wird möglich. Als
ein Ergebnis wird, wenn der Motor M betätigt wird, die
Funktion des break-by-wire ausgeübt, und wenn der Motor
M nicht betätigt wird, kann eine Trittkraft auf das Bremspedal BP
direkt zu dem Hauptkolben 30 übertragen werden.
Es sollte hierbei beachtet werden, dass die Einzelheiten des Betriebs
des Kupplungsmechanismus 60 nachstehend beschrieben sind.
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In
der vorstehend beschriebenen Bremsvorrichtung der Art nach break-by-wire
wird selbst dann, wenn das Bremspedal BP niedergedrückt
wird, keine Reaktionskraft von dem Hauptkolben 31 aufgebracht,
was ein unangenehmes Empfinden für den Fahrer mit sich
bringt. Typischerweise ist in der Bremsvorrichtung der Art nach
break-by-wire, um dieses Problem des unangenehmen Empfindens zu lösen,
ein Hubsimulator eingebaut. Der Hubsimulator ist so aufgebaut, dass
er eine Reaktionskraft in Übereinstimmung mit dem Hub des
Bremspedals BP erzeugt, um dadurch dem Fahrer ein Empfinden der Bremsbetätigung
mitzuteilen.
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Der
Hubsimulator 70 der vorliegenden Erfindung hat einen Doppellagenaufbau,
wie dies in 2 dargestellt ist. Ein erstes
elastisches Element 72 ist so vorgesehen, dass es einer
Innenwand des ersten Gehäuses 71 folgt, das außen
angeordnet ist, und die Endwand 71a hat ein Loch, das in
dieser ausgebildet ist, um dahinein die Eingangsstange 44 einzuführen.
Ein Endabschnitt des ersten elastischen Elements 72 wird
mit einer Innenfläche der Endwand 71a des ersten
Gehäuses 71 in Kontakt gebracht. Ein zweites Gehäuse 73,
das im Inneren angeordnet ist, hat eine Endwand 73a mit einem
Loch, das in dieser ausgebildet ist, um ein Verbindungselement 75 einzuführen,
das so aufgebaut ist, dass es die Eingangsstange 44 und
die Welle 101 verbindet, und ist mit einem Klauenabschnitt 73b versehen,
mit dem der andere Endabschnitt des ersten elastischen Elements 72 in
Kontakt gebracht wird. Das Verbindungselement 75, das in
das zweite Gehäuse 73 eingeführt wird,
wird mit der Eingangsstange 44 verschraubt, und eine Axialkraft
(Schubkraft) der Vorwärtsbewegungswelle 101 wird
zu der Eingangsstange 44 übertragen. Außerdem
ist im Inneren des zweiten Gehäuses 73 ein zweites
elastisches Element 74 vorgesehen, wobei einer seiner Endabschnitte
mit einer Innenfläche der Endwand 73a des zweiten
Gehäuses 73 in Kontakt gebracht wird, und der
andere seiner Endabschnitte mit einem Klauenabschnitt 75a des Verbindungselements 75 in
Kontakt gebracht wird.
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Es
sollte hierbei beachtet werden, dass in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
für sowohl das erste elastische Element 72 als
auch das zweite elastische Element 74 eine Schraubenfeder
verwendet wird, und die Federkonstante des zweiten elastischen Elements 74 ist
geringer eingestellt als die Federkonstante des ersten elastischen
Elements 72. Demgemäß wird in einem Anfangszustand
des Niederdrückens des Bremspedals BP eine geringere Reaktionskraft
durch das zweite elastische Element 74 erzeugt, und danach
wird eine größere Reaktionskraft durch das erste
elastische Element 72 erzeugt. Als ein Ergebnis wird es
möglich, die gleiche Reaktionskraft wie bei der herkömmlichen
Scheibenbremse zu erzeugen und somit zu verhindern, dass ein unangenehmes
Empfinden dem Fahrer mitgeteilt wird.
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Wie
dies vorstehend beschrieben ist, dient in dem Fall der Bremsvorrichtung
der Art nach break-by-wire der Hubsimulator 70 dem Ausüben
einer Reaktionskraft zum Fahrer hin im Ansprechen auf das Betätigen
des Bremspedals BP. Daher wird eine Reaktionskraft, die durch den
Hubsimulator 70 erzeugt wird, benötigt, wenn die
Funktion des break-by-wire normal arbeitet. Jedoch wird in der Bremsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung, wenn der Motor M nicht angetrieben wird,
eine Trittkraft auf das Bremspedal BP direkt zu dem Hauptkolben 31 übertragen,
wie dies nachstehend beschrieben ist, und somit wird die Reaktionskraft
zu dem Bremspedal BP übertragen. In dieser Situation ist,
wenn der Hubsimulator 70 eine Reaktionskraft erzeugt, für
den Fahrer eine Trittkraft erforderlich, die ungefähr zweimal
so groß wie eine normale Kraft ist. Um dieses Problem zu
lösen, ist die Bremsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
wie folgt aufgebaut, sodass der Hubsimulator 70 von dem
Gehäuse 100 getrennt wird, wenn der Motor M nicht
betätigt ist.
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6A und 6B zeigen
Querschnittsansichten des Druckbeaufschlagungsmechanismus A unter
Betrachtung in einer axialen Richtung. Wie dies in 2 gezeigt
ist, ist das erste Gehäuse 71 mit einem Eingriffsabschnitt 71c,
der nach außen in einer radialen Richtung vorragt, und
mit einer Torsionsfeder 76 versehen, die so aufgebaut ist,
dass sie eine Vorspannkraft auf das erste Gehäuse 71 aufbringt. Sowohl
in 6A als auch in 6B zeigt
die Darstellung an der rechten Seite einen Querschnitt mit einer
Ebene, die durch den Eingriffsabschnitt 71c tritt, und
die Darstellung an der linken zeigt einen Querschnitt mit einer
Ebene, die durch die Torsionsfeder 76 tritt. Wie dies in 6A und
in 6B gezeigt ist, hat das Gehäuse 100 einen
Arretierabschnitt 100b, der so aufgebaut ist, dass er mit
dem Eingriffsabschnitt 71c eine Eingriffsarretierung bewirkt,
um dadurch die Bewegung des ersten Gehäuses 71 in
seiner Vorwärtsbewegungsrichtung zu begrenzen. Außerdem
hat, wie dies in 2 gezeigt ist, das erste Gehäuse 71 einen
Axialkrafteingriffsteil 71b, der so aufgebaut ist, dass
er mit einem Drehkraftübertragungsabschnitt 52d in
Kontakt gebracht wird, der in dem Linearbewegungselement 52 vorgesehen
ist, und er empfängt eine Drehkraft von dem Linearbewegungselement 52 und
gelangt somit mit dem Linearbewegungselement 52 in Axialrichtung
in Eingriff.
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6A zeigt
einen Zustand, in dem der Motor M nicht betätigt ist. In
diesem Fall wird eine Vorspannkraft in der Richtung des Gegenuhrzeigersinns in
der Darstellung dem ersten Gehäuse 71 durch die Torsionsfeder 76 mitgeteilt,
und der Eingriffsabschnitt 71c und der Arretierabschnitt 100b stehen
nicht miteinander in Eingriff. Daher wird ermöglicht, dass
das erste Gehäuse 71 und somit der Hubsimulator 70 sich
in der Vorwärtsbewegungsrichtung bewegen. Wenn das Bremspedal
BP in dieser Situation niedergedrückt wird und der Motor
M nicht betätigt wird, bewegt sich der Hubsimulator 70 zusammen
mit der Eingangsstange 44 nach vorn, ohne eine Reaktionskraft
zu erzeugen. Da in dieser Situation die Eingangsstange 44 mit
dem Ausgangskolben (Abgabekolben) 43 durch den Kupplungsmechanismus 60 verbunden
ist, wie dies vorstehend beschrieben ist, bewegt sich der Abgabekolben 43 nach
vorn und drückt den Endabschnitt des Hauptkolbens 71.
Als ein Ergebnis wird lediglich eine Reaktionskraft durch den Hauptkolben 31 zu
dem Bremspedal BP übertragen.
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Andererseits
beginnt in dem Fall, bei dem der Motor M angetrieben wird, das Linearbewegungselement 52 mit
einer Drehung, wenn sich das Drehelement 51 dreht. Wie
dies in 6B gezeigt ist, wird, wenn sich
das Linearbewegungselement 52 dreht, das Axialkrafteingriffsteil 52a mit
dem Drehregulierteil 100a in Kontakt gebracht, wodurch
die Drehung des Linearbewegungselements 52 begrenzt wird.
In dieser Situation wird die Drehbewegung des Linearbewegungselements 52 von
dem Drehkraftübertragungsabschnitt 52d zu dem
ersten Gehäuse 71 durch das Axialkrafteingriffsteil 71b übertragen, und
die Drehkraft des ersten Gehäuses 71 übersteigt eine
Vorspannkraft der Torsionsfeder 76, wodurch ermöglicht
wird, dass sich das erste Gehäuse 71 dreht. Aufgrund
dieser Drehung gelangen der Eingriffsabschnitt 71c und
der Arretierabschnitt 100b miteinander in Eingriff, um
dadurch die Bewegung des ersten Gehäuses 71 in
der Vorwärtsbewegungsrichtung zu begrenzen. In dieser Situation
trennt, wie dies vorstehend beschrieben ist, der Kupplungsmechanismus 60 die
Eingangsstange 44 und den Abgabekolben 43 voneinander,
und sie werden unabhängig voneinander bewegbar, und somit
empfängt die Eingangsstange 44 niemals eine Reaktionskraft
von dem Abgabekolben 43. Demgemäß wird
lediglich eine Reaktionskraft von dem Hubsimulator 70 zu
dem Bremspedal BP übertragen.
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Wie
dies vorstehend beschrieben ist, ist in der Bremsvorrichtung der
vorliegenden Erfindung der Hubsimulator 70 an dem Gehäuse 100 befestigt, wenn
der Motor betätigt wird, während er von dem Gehäuse 100 getrennt
ist, wenn der Motor M nicht betätigt wird. Anders ausgedrückt
erzeugt der Hubsimulator eine Reaktionskraft, wenn der Motor M betätigt
wird, während er keine Reaktionskraft dann erzeugt, wenn
der Motor M nicht betätigt wird. Als ein Ergebnis kann,
wenn der Motor M nicht betätigt wird, ein Verlust bei der
Betriebskraft, der ansonsten durch eine Reaktionskraft des Hubsimulators 70 bewirkt werden
könnte, verhindert werden.
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In
dem Fall der Bremsvorrichtung der Art gemäß break-by-wire
kann sogar dann, wenn das Bremspedal BP nicht niedergedrückt
wird, eine Bremskraft beibehalten werden, indem das Aufbringen eines
Stroms zu dem Motor M beibehalten wird. Jedoch ist diese Art an
Steuerung im Hinblick auf den Stromverbrauch nicht zu bevorzugen.
Daher weist die Bremsvorrichtung der vorliegenden Erfindung eine
Sperreinrichtung 102 auf, die so aufgebaut ist, dass sie
eine Rückwärtsdrehung des Motors M einschränkt,
sodass die Bremskraft sogar dann beibehalten wird, wenn das Liefern
des Stroms zu dem Motor M angehalten ist. Die Sperreinrichtung 102 ist aus
folgenden Elementen ausgebildet: ein Zahnrad 102a, das
koaxial zu der Drehwelle des Motors M ist und als eine Einheit mit
der Drehwelle des Motors M drehbar ist; und eine Klaue 102b,
die mit einer Nut des Zahnrads 102a so in Eingriff bringbar
ist, dass die Drehung des Zahnrads 102a in der entgegengesetzten
Richtung zu der Drehrichtung des Motors M begrenzt wird. Außerdem
ist die Klaue 102b durch eine Schwenkwelle schwenkbar gestützt,
deren Achse in der gleichen Richtung ausgerichtet ist wie die Drehwelle
des Motors M. Ein Ende der Klaue 102b ist mit der Nut des
Zahnrads 102a in Eingriff bringbar, während das
andere Ende mit einem Solenoid 103 verbunden ist. Der Solenoid 103 ermöglicht,
dass sein beweglicher Kern durch einen elektrischen Strom von der
Steuereinheit B hin- und hergehend bewegt wird. Wenn die Bremskraft
beibehalten werden soll, bringt die Steuereinheit B einen elektrischen
Strom auf das Solenoid 103 so auf, dass ermöglicht
wird, dass der bewegliche Kern des Solenoids 103 sich nach
vorn bewegt. Zusammen dazu wird ermöglicht, dass die Klaue 102b schwenkt
und mit der Nut in dem Zahnrad 102a in Eingriff gelangt.
Demgemäß wird eine Rückwärtsdrehung
des Zahnrads 102a begrenzt, und gleichzeitig wird eine
Rückwärtsdrehung der Drehwelle des Motors M ebenfalls
begrenzt. Wenn die Drehung des Motors M angehalten ist, wird eine
Kraft in eine Richtung, die dazu neigt, den Hauptzylinder 30 zu
entlasten, durch einen Fluiddruck des Hauptzylinders 30 erzeugt,
jedoch empfängt die Sperreinrichtung 102 eine
derartige Kraft, um dadurch den Fluiddruck des Hauptzylinders 30 beizubehalten.
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Betrieb bei normal betätigtem
Motor
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Nachstehend
ist der Betrieb der Bremsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
beschrieben, wenn der Motor M normal arbeitet. 3 zeigt
eine Querschnittsansicht des Druckbeaufschlagungsmechanismus A während
der Betätigung des Bremspedals BP durch den Fahrer.
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Zunächst
werden, wenn das Bremspedal BP durch den Fahrer niedergedrückt
wird, ein Hubbetrag und/oder eine Trittkraft durch den Bremsbetätigungssensor
BS gemessen. Der gemessene Wert wird von dem Bremsbetätigungssensor
BS zu der ECU gesendet. Um eine Bremskraft in Übereinstimmung
mit dem gemessenen Wert zu erzeugen, steuert die ECU, die den gemessenen
Wert empfangen hat, den Motortreiber MD so, dass eine elektrische
Stromstärke gemäß dem gemessenen Wert
auf den Druckbeaufschlagungsmechanismus A aufgebracht wird. In diesem
Fall wird bevorzugt, zuvor eine Tabelle des Betätigungsbetrags
der Bremse und einer Größe der Stromstärke/elektrischen
Spannung, die aufzubringen/anzulegen ist, vorzubereiten, da die
Größe der elektrischen Stromstärke oder
dergleichen ohne Berechnung oder dergleichen bestimmt werden kann.
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Der
Motor M des Druckbeaufschlagungsmechanismus A, zu dem die elektrische
Stromstärke durch den Motortreiber MD aufgebracht wird,
dreht sich in Übereinstimmung mit der gelieferten elektrischen
Stromstärke. Da das kleine Zahnrad 40 sich als
eine Einheit mit der Drehwelle des Motors M dreht, wie dies vorstehend
beschrieben ist, dreht sich das kleine Zahnrad 40 um die
gleiche Größe (um den gleichen Betrag) wie der
Motor M. In dieser Situation dreht sich zusammen mit der Drehung
des kleinen Zahnrads 40 das große Zahnrad 41,
das die Zähne aufweist, die dazu in der Lage sind, mit
den Zähnen des kleinen Zahnrads 40 in Eingriff
zu gelangen, ebenfalls. Da, wie dies vorstehend beschrieben ist, die
Zähnezahl des großen Zahnrads 41 größer
als die Zähnezahl des kleinen Zahnrads 40 ist,
fungieren diese als ein Drehzahluntersetzungsmechanismus.
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Außerdem
ist, wie dies vorstehend beschrieben ist, das Drehelement 51 als
eine Einheit mit dem großen Zahnrad 41 drehbar
und ist im Hinblick auf die hin- und hergehende Richtung begrenzt.
Daher dreht sich das Drehelement 51 um die gleiche Größe wie
das große Zahnrad 41. Des Weiteren beginnt, da die
Nut, die in der Innenwand des Drehelements 51 ausgebildet
ist, und die Nut, die in der Außenfläche des Linearbewegungselements 52 ausgebildet
ist, miteinander verschraubt sind, das Linearbewegungselement 52 ebenfalls
mit einer Drehung, wenn sich das Drehelement 51 dreht.
Wenn sich das Linearbewegungselement 52 um eine geringe
Größe dreht, wird das Axialkrafteingriffsteil 52a des
Linearbewegungselements 52 mit dem Drehregulierteil 100a des Gehäuses 100 in
Kontakt gebracht, wodurch die Drehung des Linearbewegungselements 52 begrenzt wird.
In dieser Situation dreht sich, wie dies vorstehend beschrieben
ist, das erste Gehäuse 71 des Hubsimulators 70 ebenfalls,
und das erste Gehäuse 71 ist an dem Gehäuse 100 arretiert.
Durch diesen Aufbau wird ermöglicht, dass der Hubsimulator 70 eine
Reaktionskraft im Ansprechen auf das durch den Fahrer bewirkte Niederdrücken
des Bremspedals BP erzeugt. Danach bewegt sich zusammen mit der
Drehung des Drehelements 51 das Linearbewegungselement 52 nach
vorn, während das elastische Element 46 zusammengedrückt
wird.
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Wenn
das Linearbewegungselement 52 mit der Vorwärtsbewegung
beginnt, wird ein Zwischenraum zwischen dem Axialkraftübertragungsteil 52c des
Linearbewegungselements 52 und dem Axialkraftaufnahmeteil 43a des
Abgabekolbens 43 kleiner. Danach empfängt der
Abgabekolben 43 eine Axialkraft des sich vorwärts
bewegenden Linearbewegungselements 52 durch das Axialkraftübertragungsteil 52c und
das Axialkraftaufnahmeteil 43a, und bewegt sich zusammen
mit dem Linearbewegungselement 52 nach vorn.
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In
dieser Situation drückt ein vorderer Endabschnitt des Abgabekolbens 43 den
Endabschnitt des Hauptkolbens 31, der sich in den Druckbeaufschlagungsmechanismus
A erstreckt. Demgemäß erhöht sich der
Fluiddruck im Inneren der Hydraulikschaltung 10, und der
Radzylinder WC übt eine Bremskraft auf das Rad W durch
den Fluiddruck aus.
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Der
Vorgang bei dem Kupplungsmechanismus 60 in dieser Situation
ist in 5B dargestellt. Wenn das Linearbewegungselement 52 mit
der Vorwärtsbewegung beginnt, drückt der Vorsprung 52b, der
an dem Linearbewegungselement 52 vorgesehen ist, einen
Endabschnitt des Verbindungselements 63, der an der Seite
des Linearbewegungselements 52 vorragt, in der Vorwärtsbewegungsrichtung.
Demgemäß schwenkt der andere Endabschnitt entgegengesetzt
zu dem gedrückten Endabschnitt des Verbindungselements 63 in
einer Einfahrrichtung (zurückversetzte Richtung). Dieses
Schwenken des Verbindungselements 63 übersteigt
eine Vorspannkraft des Vorspannelements 62, und es wird
ermöglicht, dass das Rollelement 61 sich von der
schräg verlaufenden Fläche 43e wegbewegt.
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Demgemäß wird
die Verbindung zwischen der Eingangsstange 44 und dem Abgabekolben 43 aufgehoben,
und die Eingangsstange 44 und der Abgabekolben 43 können
sich unabhängig voneinander nach vorn bewegen.
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Durch
diesen Aufbau wird eine geeignete Reaktionskraft zu dem Fahrer übermittelt,
während das Break-by-wire verwirklicht wird.
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Außerdem
wird, wie dies aus 3 hervorgeht, wenn der Bremsvorgang
ausgeführt wird, ein Zwischenraum zwischen der Endwand 43c des
Hohlraums 43b des Abgabekolbens 43 und dem Endabschnitt 44a der
Eingangsstange 44 erzeugt. Durch diesen Zwischenraum kann
sogar dann, wenn eine Regenerativsteuerung, eine ABS-Steuerung (Antiblockierbremssystem-Steuerung)
oder dergleichen ausgeführt wird, verhindert werden, dass
die Endwand 43c den Endabschnitt 44a drückt.
Anders ausgedrückt wird sogar dann, wenn eine Regenerativsteuerung,
eine ABS-Steuerung oder dergleichen ausgeführt wird, eine
Reaktionskraft, die von dem Hauptkolben 31 zu dem Abgabekolben 43 übertragen
wird, niemals zu der Eingangsstange 44 übertragen,
oder andersherum wird eine Axialkraft der Eingangsstange 44 niemals
zu dem Hauptkolben 31 durch den Abgabekolben 43 übertragen.
Durch diesen Aufbau wird das Betätigungsempfinden des Fahrers
niemals vereitelt (d. h. nicht negativ beeinträchtigt),
das ansonsten durch eine unnötige Reaktionskraft bewirkt
wird, die dem Fahrer mitgeteilt wird, und eine optimale regenerative
Steuerung wird niemals durch den Fahrer vereitelt, was ansonsten
durch das Übertragen der Betätigungskraft bewirkt
wird.
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Betrieb bei nicht normal arbeitendem (betätigtem) Motor
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4 zeigt
eine Querschnittsansicht des Druckbeaufschlagungsmechanismus A,
wenn das Bremsbetätigen geschieht, aber der Motor M nicht betätigt
wird.
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Zunächst
wird, wenn das Bremspedal BP durch den Fahrer niedergedrückt
wird, ein Betätigungsbetrag des Bremspedals BP durch den
Bremsbetätigungssensor BS gemessen und zu der ECU gesendet.
Die ECU bringt eine elektrische Stromstärke in Übereinstimmung
mit dem gemessenen Wert zu dem Druckbeaufschlagungsmechanismus A durch
den Motortreiber MD auf, obwohl der Motor M sich nicht dreht.
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Da
in diesem Fall, wie dies 6A gezeigt ist,
der Eingriff zwischen dem ersten Gehäuse 71 und dem
Gehäuse 100 aufgrund einer Vorspannkraft der Torsionsfeder 76 aufgehoben
ist, wird ermöglicht, dass der Hubsimulator 70 sich
vorwärts bewegt.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Anfangslast
des Vorspannelements 62 größer eingestellt
als bei dem zweiten elastischen Element 74. Daher beginnt,
wenn die Welle 101 sich in Übereinstimmung mit
dem Niederdrücken des Bremspedals BP vorwärts
bewegt, zunächst das zweite elastische Element 74 mit
dem Zusammenziehen, und danach beginnt das erste Gehäuse 71 des
Hubsimulators 70 mit der Vorwärtsbewegung. Wenn
das Betätigen des Motors M sich lediglich aufgrund einer
Zeitverzögerung oder dergleichen verzögert und
das Betätigen des Motors M herbeigeführt wird,
bevor das erste Gehäuse 71 des Hubsimulators 70 sich
vorwärts bewegt, bringt die Drehung das erste Gehäuse 71 in
einen arretierten Zustand mit dem Gehäuse 100,
was einen normalen Betrieb ermöglicht, wie dies vorstehend
beschrieben ist.
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Außerdem
wird, wenn der Motor M beim Drehen versagt, aber die Eingangsstange 44 mit
der Vorwärtsbewegung beginnt, wie dies in 5A gezeigt ist,
aufgrund einer Vorspannkraft des Vorspannelements 62 das
Rollelement 61 zu der schräg verlaufenden Fläche 43e und
der Außenfläche der Eingangsstange 44 vorgespannt,
wodurch ein verbundener Zustand der Eingangsstange 44 und
des Abgabekolbens 43 beibehalten wird. Demgemäß wird eine
Vorwärtsbewegungskraft der Welle 101 zu der Eingangsstange 44 übertragen,
und der Abgabekolben 43, der mit der Eingangsstange 44 durch
den Kupplungsmechanismus 60 verbunden ist, bewegt sich
zusammen mit der Eingangsstange 44 nach vorn. In dieser
Situation drückt der vordere Endabschnitt des Abgabekolbens 43 den
Hauptkolben 31, und der Druck des Bremsöls kann
erhöht werden.
-
In
dieser Weise wird, wenn der Motor M bei der normalen Betätigung
versagt, eine Tretkraft auf das Bremspedal BP direkt zu dem Abgabekolben 43 übertragen,
und der Druck des Bremsfluids kann erhöht werden. Außerdem
erzeugt, da der Hubsimulator 70 von dem Gehäuse 100 getrennt
ist und als eine Einheit sich mit der Eingangsstange 44 nach
vorn bewegt, der Hubsimulator 70 niemals eine Reaktionskraft.
Anders ausgedrückt empfängt der Fahrer lediglich
eine Reaktionskraft des Bremsöls, die während der
Vorwärtsbewegung des Hauptkolbens 31 erzeugt wird,
und die gesamte Betätigungskraft an dem Bremspedal BP kann
in eine Bremskraft der Bremse umgewandelt werden.
-
Zweites Ausführungsbeispiel
-
In
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel befinden
sich, wenn die Bremsvorrichtung nicht betätigt wird, die
Eingangsstange 44 und der Abgabekolben 43 in einem
verbundenen Zustand durch die Funktion des Kupplungsmechanismus 60. Außerdem
kann, wenn der Bremsvorgang im Notfall oder der gleichen ausgeführt
wird, es sein, dass die Betätigung des Motors M sich bis
nach der Bremsbetätigung verzögert. In diesem
Fall sind die Eingangsstange 44 und der Abgabekolben 43 in
einem verbundenen Zustand durch den Kupplungsmechanismus 60,
und der Hubsimulator 70 ist nicht mit dem Gehäuse 100 arretiert.
Wenn der Motor M nach dem Vorwärtsbewegen der Eingangsstange 44 angetrieben
wird, wird die Verbindung der Eingangsstange 44 und des
Abgabekolbens 43 durch den Kupplungsmechanismus 60 aufgehoben.
Jedoch wird, da der Hubsimulator 70 nicht an dem Gehäuse 100 arretiert
ist, eine Reaktionskraft nicht erzeugt, und ein unangenehmes Empfinden
wird dem Fahrer zu diesem Zeitpunkt mitgeteilt. Der vorstehend beschriebene
Aufbau ist vorgesehen, um ein derartiges Problem zu lösen,
jedoch kann alternativ die folgende Steuerung in dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel ausgeführt werden.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bringt in einem Zustand,
bei dem kein Bremsvorgang ausgeführt wird, die Steuereinheit
B eine vorbestimmte elektrische Stromstärke zu dem Motor
M und trennt die Eingangsstange 44 und den Abgabekolben 43 durch
den Kupplungsmechanismus 60 voneinander. Mit der vorbestimmten
elektrischen Stromstärke ist eine elektrische Stromstärke
in einer ausreichenden Größe gemeint, durch die
ermöglicht wird, dass sich das Linearbewegungselement 52 nach
vorn bewegt und der Vorsprung 52b das Verbindungselement 63 schwenken
lässt. In dieser Situation ist der Hubsimulator 70 an
dem Gehäuse 100 aufgrund der Drehung des Linearbewegungselementes 52 arretiert.
Als ein Ergebnis kann die Bremsvorrichtung nach der Art des sogenannten
Break-by-wire fungieren, sobald das Bremspedal BP niedergedrückt
wird.
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Die
Größe der elektrischen Stromstärke, die für
die vorstehend beschriebene Steuerung erforderlich ist, kann erhalten
werden, indem die Größe der zu dem Motor gelieferten
elektrischen Stromstärke gemessen wird.
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Alternativ
kann sie erhalten werden, indem der Fluiddruck des Hauptkolbens 30 gemessen
wird. In diesem Fall ist der Aufbau derart, dass ein Zwischenraum
zwischen dem Axialkraftübertragungsteil 52c des
Linearbewegungselements 52 und dem Axialkraftaufnahmeteil 43a des
Abgabekolbens 43 verschwindet, sobald das Trennen durch
den Kupplungsmechanismus 60 ausgeführt wird. Durch
diesen Aufbau beginnt, wenn das Linearbewegungselement 52 sich
um einen Abstand vorwärts bewegt, der größer
ist als das Zu-Null-Bringen des Zwischenraums mit dem Axialkraftaufnahmeteil 43a des
Abgabekolbens 43, der Fluiddruck des Hauptkolbens 30 zuzunehmen,
und somit an eine elektrische Stromstärke, die bis zu einem
Zeitpunkt, bei dem der Fluiddruck des Hauptzylinders 30 zuzunehmen
beginnt, erlangt wird, als die vorstehend beschriebene vorbestimmte Stromstärke
festgelegt werden.
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Nach
dem Ausführen der Steuerung, die vorstehend beschrieben
ist, kann, da die Eingangsstange 44 und der Abgabekolben 43 voneinander
getrennt sind und der Hubsimulator 70 an dem Gehäuse 100 arretiert
ist, eine Schwierigkeit beim Bremsvorgang nach der vorstehend beschriebenen
Steuerung auftreten, wenn der Motor M nicht in Ordnung ist (eine
Störung erfährt). Jedoch führt in der
Bremsvorrichtung der vorliegenden Erfindung selbst dann, wenn der
Motor unmittelbar nach der vorstehend beschriebenen Steuerung eine
Störung erfährt, das Zu-Null-Bringen des Moments
des Motors M zu dem Zurückversetzen des Linearbewegungselements 52 durch
eine Vorspannkraft des elastischen Elements 46, was auch
eine Axialkraft des Vorsprungs 52b, die an dem Verbindungselement 43 einwirkt,
zu Null bringt. Als ein Ergebnis verbindet der Kupplungsmechanismus 60 die
Eingangsstange 44 und den Abgabekolben 43. Außerdem
hebt eine Vorspannkraft der Torsionsfeder 76 den Eingriff
des ersten Gehäuses 71 mit dem Gehäuse 100 auf.
Demgemäß wird der erwünschte Bremsvorgang
für den Notfall möglich. Daher ergibt sich selbst
dann kein Problem, wenn der Motor M nach der vorstehend beschriebenen
Steuerung eine Störung erfährt.
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Da
die vorstehend beschriebene Steuerung eine elektrische Stromstärke
erforderlich macht, wird unnötige Energie verbraucht, wenn
eine unnötige Steuerung ausgeführt wird. Daher
ist es wünschenswert, dass die vorstehend beschriebene
Steuerung zu einem Zeitpunkt ausgeführt wird, zu dem der Bremsvorgang
vorhergesagt ist. Zu diesem Zweck wirkt die ECU als eine Bremsvorgangsvorhersageeinrichtung.
In dieser Situation sind verschiedene Sensoren oder dergleichen
(die nicht dargestellt sind) mit der ECU verbunden. Beispiele umfassen
einen Geschwindigkeitssensor zum Messen der Fahrzeuggeschwindigkeit,
einen Beschleunigungssensor zum Messen der Beschleunigung des Fahrzeugs,
ein Gaspedalbetätigungssensor zum Messen eines Betätigungsbetrags
des Gaspedals, ein Abstandssensor zum Messen eines Abstands zu einem
voran fahrenden Fahrzeug, und eine Kamera zum Erlangen von Bildern
der Umgebung des Fahrzeugs.
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Beispielsweise
kann der Bremsvorgang vorhergesagt werden durch das Aufheben einer
Trittkraft auf ein (nicht dargestelltes) Gaspedal unter Verwendung
des Gaspedalbetätigungssensors. Des Weiteren kann noch
genauer ein Bremsvorgang vorhergesagt werden, indem die Geschwindigkeit
des Aufhebens der Trittkraft auf das Gaspedal berücksichtigt wird,
da der Fuß vorübergehend von dem Gaspedal entfernt
wird, um den Bremsvorgang für den Notfall auszuführen.
Alternativ kann bestimmt werden, dass der Bremsvorgang ausgeführt
wird, wenn ein Abstand zu einem voran fahrenden Fahrzeug zu einem vorbestimmten
Wert oder weniger wird, indem der Abstand unter Verwendung einer Eingabe
von dem Abstandssensor, der Kamera oder der gleichen gemessen wird.
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Die
ECU ist so aufgebaut, dass sie eine Möglichkeit zum Ausführen
eines Bremsvorgangs auf der Grundlage von Eingabesignalen von diesen
Sensoren oder dergleichen bestimmt. Wenn bestimmt wird, dass der
Bremsvorgang ausgeführt wird, wird die vorstehend beschriebene
vorbestimmte elektrische Stromstärke zu dem Motor M durch
den Motortreiber MD geliefert. Demgemäß kann,
während ein unnötiger Verbrauch an Energie vermieden
wird, ein geeigneter Bremsvorgang ausgeführt werden.
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Drittes Ausführungsbeispiel
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In
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das
Vorspannelement 62 des Kupplungsmechanismus 60 an
der Endwand 71a des ersten Gehäuses 71 befestigt.
Jedoch kann, wie dies in 7 dargestellt ist, ein befestigtes
Element 65 an der Hubsimulatorseite (Hubsimulator 70)
relativ zu dem Vorspannelement 62 vorhanden sein. Das befestigte
Element 65 ist an dem anderen Ende des Abgabekolbens 43 durch
einen Befestigungsring 66 befestigt. In diesem Aufbau wird
das Vorspannelement 62 zwischen den befestigten Elementen 64 und 65 in einen
zusammengedrückten Zustand geklemmt, und übt somit
Kräfte in einer Streckrichtung (Dehnrichtung) an beiden
befestigten Elementen 64 und 65 aus. Die Kraft
an dem befestigten Element 64 dient als eine Kraft, die
das Rollelement 61 zu der schräg verlaufenden
Fläche 43e vorspannt. Andererseits wird die Kraft
an dem befestigten Element 65 durch eine Reaktionskraft
von dem Befestigungsring 66 aufgehoben. Als ein Ergebnis
wird es unnötig, eine Anfangslast einer (nicht dargestellten)
Rückstellfeder in dem Hauptkolben 31 auf eine
Anfangslast des Vorspannelements 62 oder größer
festzulegen, und somit kann die Trittkraft während des
Niederdrückens des Bremspedals BP anders als bei dem vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiel gering gehalten werden.
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Viertes Ausführungsbeispiel
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Unter
Bezugnahme auf die 8 und 9 ist eine
Bremsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
beschrieben. Die Bauteile sind die gleichen oder sind ähnlich
wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen
und sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, sodass eine
wiederholte Beschreibung unterbleibt.
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8 zeigt
den Aufbau des Druckbeaufschlagungsmechanismus A gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel. Wie bei dem vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiel weist der Druckbeaufschlagungsmechanismus
A Folgendes auf: den Motor M. der in Übereinstimmung mit
einer gelieferten elektrischen Stromstärke von der Steuereinheit
B drehbar ist; und ein kleines Zahnrad (Zahnrad) 110, das
mit der Drehwelle des Motor M als eine Einheit drehbar ist. Jedoch
ist anders als bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel
die Drehwelle des Motors M in einer Richtung ausgerichtet, die senkrecht
zu der hin- und hergehenden Richtung des Hauptkolbens 31 ist.
Der Druckbeaufschlagungsmechanismus A weist des Weiteren Folgendes
auf: ein großes Zahnrad 111 mit Zähnen,
die zu einem Eingriff mit Zähnen des kleinen Zahnrades 110 in
der Lage sind, wobei die Zähnezahl des großen
Zahnrads 111 größer als die Zähnezahl
des kleinen Zahnrads 110 ist; und ein Antriebszahnrad 112,
das koaxial zu dem großen Zahnrad 111 ist und
mit dem großen Zahnrad 111 als eine Einheit drehbar
ist.
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Andererseits
ist in dem Linearbewegungselement 52 eine Zahnstange 52e ausgebildet,
die mit dem Antriebszahnrad 112 in Eingriff bringbar ist. Demgemäß wird
eine Drehkraft des Motors M zu der Zahnstange 52e durch
das kleine Zahnrad 110, das große Zahnrad 111 und
das Antriebszahnrad 112 übertragen und in eine
lineare Bewegungskraft des Linearbewegungselements 52 umgewandelt.
Daher bilden das Antriebszahnrad 112 und die Zahnstange 52e (das
Linearbewegungselement 52) einen Linearbewegungsumwandlungsmechanismus 150 gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel. In dieser Weise wird
in dem Linearbewegungsumwandlungsmechanismus 150 gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Drehkraft des Motors
M in die Linearbewegungskraft des Linearbewegungselements 52 unter
Verwendung eines Zahnstangenmechanismus umgewandelt. Demgemäß können
im Vergleich zu einem Kugelgewindemechanismus derartige Vorteile
vorgesehen werden wie beispielsweise eine Kostenverringerung, ein
ruhiger Betrieb und eine Leichtigkeit beim Zusammenbau.
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Außerdem
weist wie bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel
der Druckbeaufschlagungsmechanismus A gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel Folgendes auf: den Abgabekolben 43,
der in das Linearbewegungselement 52 eingeführt
ist und in der hin- und hergehenden Richtung des Hauptkolbens 31 bewegbar
ist; und die Eingangsstange 44, und ist mit dem Bremspedal
BP durch die Welle 101 verbunden. Die Eingangsstange 44,
die in der hin- und hergehenden Richtung des Hauptkolbens 31 in Übereinstimmung
mit dem Betätigungsbetrag des Bremspedals BP bewegbar ist, weist
des Weiteren Folgendes auf: den Hubsimulator 70, der so
aufgebaut ist, dass er eine Reaktionskraft im Bremspedal BP in Übereinstimmung
mit einer hin- und hergehenden Bewegung der Eingangsstange 44 erzeugt;
das elastische Element 46, das so aufgebaut ist, dass es
die Eingangsstange 44 und den Linearbewegungsumwandlungsmechanismus 150 in der
Zurückversetzrichtung des Hauptkolbens 31 vorspannt;
und den Kupplungsmechanismus 60, der so aufgebaut ist,
dass er ein Verbinden und Trennen zwischen der Eingangsstange 44 und
dem Abgabekolben 43 in Übereinstimmung mit einem
Antriebszustand des Motors M ausführt. Es sollte hierbei
beachtet werden, dass diese Bauteile die gleichen wie in den vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispielen sind, und die Vorgänge
nach der Linearbewegung des Linearbewegungselements 52 durch
den Bremsvorgang sind die gleichen wie diejenigen, die in den vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispielen veranschaulicht sind,
und somit unterbleibt eine erneute Beschreibung.
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In
dem ersten Ausführungsbeispiel und dergleichen, die vorstehend
beschrieben sind, dreht sich das Linearbewegungselement 52 geringfügig
durch die Drehung des Motors M, und unter Ausnutzung der geringfügigen
Drehung wird das Verbinden und Trennen zwischen dem Hubsimulator 70 und
dem Gehäuse 100 gesteuert. Jedoch gibt es in dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel keine geringfügige
Drehung des Linearbewegungselements 52, und durch Ausnutzung
eines Kupplungsmechanismus 170 (der ein Ausführungsbeispiel
des zweiten Kupplungsmechanismus der vorliegenden Erfindung ist),
der nachstehend beschrieben ist, wird das Verbinden und Trennen
zwischen dem Hubsimulator 70 und dem Gehäuse 100 verwirklicht.
Es sollte hierbei beachtet werden, dass der Aufbau des Hubsimulators 70 der gleiche
wie bei einem Hubsimulator in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel
ist.
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Der
Kupplungsmechanismus 170 gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel weist Folgendes auf: eine schräg
verlaufende Fläche 105a (die ein Ausführungsbeispiel
der zweiten schräg verlaufenden Fläche der vorliegenden
Erfindung ist), die an einer Innenfläche eines Gehäuseinnenelements 105 ausgebildet
ist, das im Inneren des Gehäuses 100 feststehend
vorgesehen ist; ein Rollelement 77 (das ein Ausführungsbeispiel
des zweiten Rollelements der vorliegenden Erfindung ist), das zwischen
der schräg verlaufenden Fläche 105a und
einer Außenfläche 71c des ersten Gehäuses 71 des
Hubsimulators 70 angeordnet ist; ein befestigtes Element 78, das
so aufgebaut ist, dass es die Bewegung des Rollelements 77 in
einer hin- und hergehenden Richtung begrenzt; ein Vorspannelement 79 (das
ein Ausführungsbeispiel des zweiten Vorspannelements der vorliegenden
Erfindung ist), das so aufgebaut ist, dass es das Rollelement 77 in
der Vorwärtsrichtung durch das befestigte Element 78 vorspannt;
und eine Endfläche 52f des Linearbewegungselements 52 an der
Seite der Zurückversetzrichtung. Es sollte hierbei beachtet
werden, dass in der Zeichnung das einzelne Rollelement 77 dargestellt
ist, wobei jedoch die Anzahl der Rollelemente 77 geeignet
gewählt werden kann.
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9B zeigt
eine vergrößerte Ansicht des Kupplungsmechanismus 170 in
einem Zustand, bei dem der Motor M durch die Bremsbetätigung
angetrieben wird, und das Linearbewegungselement 52 bewegt
sich geringfügig (ein Abstand, der ausreichend ist, damit
der Kupplungsmechanismus 60 gelöst wird) in einer
Vorwärtsbewegungsrichtung. In diesem Zustand wird der Kontakt
zwischen der Endfläche 52f des Linearbewegungselementes 52 und dem
befestigten Element 78 aufgehoben. Daher wird das befestigte
Element 78 in der Vorwärtsbewegungsrichtung durch
eine Vorspannkraft des Vorspannelementes 79 vorgespannt.
Da die Bewegung des Rollelementes 77 in der hin- und hergehenden Richtung
durch das befestigte Element 78 begrenzt ist, wird, da
das befestigte Element 78 in der Vorwärtsbewegungsrichtung
vorwärts gespannt ist, das Rollelement 77 ebenfalls
in der Vorwärtsbewegungsrichtung vorgespannt und wird mit
sowohl der schräg verlaufenden Fläche 105a als
auch der Außenfläche 71c des ersten Gehäuses 71 in
Kontakt gebracht. Aufgrund dieses Kontaktes mit dem Rollelement 77 wird
die Verbindung des Gehäuses 100 und des ersten
Gehäuses 71, d. h. der Hubsimulator 70,
verwirklicht. Daher verbindet, wenn der Motor M normal betätigt
wird, der Kupplungsmechanismus 170 den Hubsimulator 70 und
das Gehäuse 100, und somit kann der Hubsimulator
eine Reaktionskraft auf die Welle 101 ausüben.
Es sollte hierbei beachtet werden, dass, wie dies in 9B gezeigt
ist, in einem Zustand, bei dem der Hubsimulator 70 und
das Gehäuse 100 verbunden sind, ein Endabschnitt
des befestigten Elementes 78 an einer Vorwärtsbewegungsseite
von einem Endabschnitt des Gehäuseinnenelements 105 an
der Vorwärtsbewegungsseite vorragt.
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Andererseits
dreht sich, wenn eine Trittkraft auf das Bremspedal BP aufgehoben
wird, der Motor M in einer Rückwärtsrichtung gegenüber
der Richtung, die vorstehend beschrieben ist, und das Linearbewegungselement 52 bewegt
sich in der Zurückversetzrichtung. Aufgrund dieser Bewegung
des Linearbewegungselementes 52 wird die Endfläche 52f des Linearbewegungselementes 52 mit
dem Endabschnitt des befestigten Elementes 78 an der Vorwärtsbewegungsseite
in Kontakt gebracht, und das Linearbewegungselement 52 setzt
die Bewegung in der Zurückversetzrichtung bis zu einer
Anfangsposition des Linearbewegungselementes 52 fort (an
der keine Antriebskraft von dem Motor M übertragen wird).
In diesem Zustand überschreitet eine Druckkraft des Linearbewegungselementes 52 eine
Vorspannkraft an dem befestigten Element 78 des Vorspannelementes 79,
was ermöglicht, dass das Vorspannelement 79 zusammengedrückt wird.
Als ein Ergebnis wird das Rollelement 77 von der schräg
verlaufenden Fläche 105a gelöst, und
der Hubsimulator 70 wird von dem Gehäuse 100 getrennt
(siehe 9A).
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Wie
dies vorstehend beschrieben ist, wird in einem Zustand, bei dem
die Antriebskraft des Motors M nicht zu dem Linearbewegungselement 52 übertragen
wird, aufgrund der Wirkung des Kupplungsmechanismus 170 der
Hubsimulator 70 von dem Gehäuse 100 getrennt.
In dieser Situation werden, wenn eine Bremsbetätigung auf
das Bremspedal BP erfolgt und der Motor M normal betätigt
wird, wie dies vorstehend beschrieben ist, zusammen mit der Bewegung des
Linearbewegungselementes 52 der Hubsimulator 70 und
das Gehäuse 100 aufgrund der Wirkung des Kupplungsmechanismus 170 verbunden,
und somit kann eine Reaktionskraft zu dem Bremspedal BP durch die
Welle 101 übertragen werden. Wenn andererseits
der Motor M im Ansprechen auf die Bremsbetätigung nicht
betätigt wird, wird, da der Hubsimulator 70 in
einem gelösten Zustand sich in der Vorwärtsbewegungsrichtung
in Übereinstimmung mit der auf das Bremspedal BP aufgebrachten
Trittkraft bewegt, lediglich eine Reaktionskraft durch den Hauptkolben 31 zu
dem Bremspedal BP übertragen.
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Es
sollte hierbei beachtet werden, dass der Kupplungsmechanismus 170 nicht
nur bei dem Druckbeaufschlagungsmechanismus A, der einen Zahnstangenmechanismus
nutzt, angewendet werden kann, sondern auch bei dem Druckbeaufschlagungsmechanismus
A, der wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen
einen Kugelgewindemechanismus nutzt.
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Die
Bremsvorrichtung weist folgendes auf: das Eingangselement 44,
das so aufgebaut ist, dass es mit einem Versetzen eines Bremspedals
BP eine Arretierung ausführt; das Abgabeelement 43,
das relativ zu dem Eingangselement 44 und unabhängig von
diesem bewegbar ist und so aufgebaut ist, dass es einen Fluiddruck
in einem Hauptzylinder 30 erzeugt; den Bremsmechanismus
C, der so aufgebaut ist, dass er eine Bremskraft auf ein Rad W durch
den in dem Hauptzylinder 30 erzeugten Fluiddruck aufbringt;
und die Antriebseinrichtung, die so aufgebaut ist, dass sie das
Abgabeelement 43 unabhängig von dem Eingangselement 44 antreibt,
wobei die Bremsvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie
des Weiteren einen Kupplungsmechanismus 60 aufweist, der
zwischen dem Eingangselement 44 und dem Abgabeelement 43 vorgesehen
ist und der so aufgebaut ist, dass er das Eingangselement 44 mit
dem Abgabeelement 43 so in Eingriff bringt, dass ermöglicht wird,
dass das Eingangselement 44 und das Abgabeelement 43 sich
als eine Einheit bewegen, wenn das Abgabeelement 43 nicht
durch die Antriebseinrichtung angetrieben wird, und der Eingriff
zwischen dem Eingangselement 44 und dem Abgabeelement 43 aufgehoben
wird, wenn das Abgabeelement 43 durch die Antriebseinrichtung
angetrieben wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 4088802
B [0002, 0002, 0003, 0004]