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HINTERGRUND
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1. Gebiet der Erfindung
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine Pumpeneinheit für ein elektronisch gesteuertes Bremssystem, das eine verbesserte Pumpenanordnung aufweist, wodurch das hydraulische Pulsieren während des Betriebs einer Pumpe reduziert wird und eine schnelle Erzeugung eines hydraulischen Drucks ermöglicht wird.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Im Allgemeinen sind elektronisch gesteuerte Bremssysteme so geplant, dass sie eine starke und stabilisierte Bremskraft erzielen, indem ein Fahrzeugschlupf effektiv verhindert wird. Eine Vielfalt von elektronisch gesteuerten Bremssystemen ist bis heute entwickelt worden. Beispiele für solche elektronisch gesteuerten Bremssysteme umfassen ein Antiblockiersystem (ABS; Anti-Lock Brake System) zur Verhinderung eines Radschlupfes beim Bremsen, eine Bremsen-Antriebsschlupfregelung (BTCS; Brake Traction Control System) zur Verhinderung eines Radschlupfes bei einer plötzlichen Beschleunigung eines Fahrzeugs und eine Fahrzeugdynamikregelung (VDS, Vehicle Dynamic Control System), welche eine Kombination aus dem ABS und der BTCS ist, um einen Fahrzustand eines Fahrzeugs stabil zu halten, indem der hydraulische Bremsdruck geregelt wird.
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Ein herkömmliches elektronisch gesteuertes Bremssystem umfasst eine Vielzahl von Magnetventilen zur Regelung des hydraulischen Bremsdrucks, der zu den hydraulischen Bremsen übertragen wird, die an Rädern bereitgestellt sind, Niederdruckspeicher und Hochdruckspeicher, in denen Öl, das aus den Hydraulikbremsen ausgelassen wird, vorübergehend gespeichert wird, einen Motor (Elektromotor) und Pumpen zum zwangsweisen Pumpen des Öls in dem Niederdruckspeicher sowie ein elektronisches Steuergerät (ECU; Electronic Control Unit) zur Steuerung der Operationen der Magnetventile und des Motors. Alle der oben genannten Elemente sind in einem kompakten Aluminiummodulatorblock untergebracht.
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Während des Betriebs wird das Öl in dem Niederdruckspeicher mit Druck beaufschlagt und über die Betätigung der Pumpen zu dem Hochdruckspeicher gepumpt. Während das Drucköl zu den Hydraulikbremsen oder einer Hauptzylinderanordnung übertragen wird, wird eine elektronische Steuerung der Räder ausgeführt.
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Das oben beschriebene herkömmliche elektronisch gesteuerte Bremssystem ist aber von einem Doppel-Pumpen-Typ, in dem ein einziger Motor mit zwei Pumpen verbunden ist. Das heißt, immer dann, wenn sich eine Drehwelle des Motors einmal dreht, führen die Pumpen jeweils einmal einen Ansaughub und einen Auslasshub durch, um das Drucköl jedem Hydraulikkreis zuzuführen. Dies kann eine zu hohe Amplitude des hydraulischen Pulsierens an einem Hauptzylinder während des Auslasshubs der jeweiligen Pumpen verursachen, und die Pumpen können auch Schwierigkeiten bei der schnellen Erzeugung eines hydraulischen Bremsdrucks haben, der benötigt wird, um die Räder zu steuern.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Deshalb ist es ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein elektronisch gesteuertes Bremssystem bereitzustellen, das eine verbesserte Pumpenanordnung aufweist, wodurch das hydraulische Pulsieren während des Betriebs einer Pumpe reduziert wird und eine schnelle Erzeugung eines Hydraulikdrucks erzielt wird.
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Weitere Aspekte der Erfindung werden zum Teil in der nachfolgenden Beschreibung dargelegt und werden zum Teil aus der Beschreibung ersichtlich oder können durch das Praktizieren der Erfindung gelernt werden.
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In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Pumpeneinheit für ein elektronisch gesteuertes Bremssystem an erste und zweite Hydraulikkreise angeschlossen, die eine Hauptzylinderanordnung und eine Vielzahl von Bremszylindern miteinander verbinden, um geschlossene Kreisläufe zu definieren, und wird von einem Motor (Elektromotor) betätigt, der eine um eine Drehachse zu drehende Welle aufweist, wobei die Welle einen konzentrischen Wellenabschnitt und einen exzentrischen Wellenabschnitt, die einstückig miteinander ausgebildet sind, ein exzentrisches Lager, das mit dem konzentrischen Wellenabschnitt gekoppelt ist, und ein konzentrisches Lager, das mit dem exzentrischen Abschnitt gekoppelt ist, umfasst.
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Das konzentrische Lager und das exzentrische Lager können jeweils mit Presssitz angebracht sein.
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Die Pumpeneinheit kann erste bis dritte Pumpen umfassen, die in einer ersten Ebene angeordnet sind, die die Drehachse in einem rechten Winkel in einer Position schneidet, die mit dem konzentrischen Lager übereinstimmt, um so mit dem konzentrischen Lager verbunden zu werden, und kann vierte bis sechste Pumpen umfassen, die in einer zweiten Ebene angeordnet sind, die die Drehachse in einem rechten Winkel in einer Position schneidet, die mit dem exzentrischen Lager übereinstimmt, um so mit dem exzentrischen Lager verbunden zu werden.
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Drei Pumpen der ersten bis sechsten Pumpen können mit dem ersten Hydraulikkreis verbunden sein, und die restlichen drei Pumpen können mit dem zweiten Hydraulikkreis verbunden sein.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Diese und/oder weitere Aspekte der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, ohne weiteres offensichtlich und besser verstanden werden, wobei:
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1 ein Hydrauliksystemdiagramm eines elektronisch gesteuerten Bremssystems in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
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2 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht ist, die einen Motor in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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3 eine perspektivische Ansicht ist, die schematisch die Anordnung eines Motors und einer Pumpeneinheit in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
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4 eine perspektivische Ansicht ist, die schematisch die Verbindung von einer Pumpeneinheit und Hydraulikkreisen in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Nun wird detailliert Bezug auf die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind, wobei sich gleiche Bezugszeichen durchwegs auf gleiche Elemente beziehen.
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1 ist ein Hydrauliksystemdiagramm eines elektronisch gesteuerten Bremssystems in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 1 veranschaulicht ist, umfasst das elektronisch gesteuerte Bremssystem in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Hauptzylinderanordnung 10 zur Bereitstellung einer Bremskraft, eine Vielzahl von Bremszylindern 20 zum Ausführen einer Bremsoperation und einen ersten Hydraulikkreis A und einen zweiten Hydraulikkreis B zum Verbinden der Hauptzylinderanordnung 10 und der Vielzahl von Bremszylindern 20 miteinander, um so geschlossene Kreisläufe zu bilden. Der erste Hydraulikkreis A und der zweite Hydraulikkreis B weisen die gleiche Anordnung auf, und folglich wird eine Beschreibung des zweiten Hydraulikkreises B im Folgenden weggelassen, außer für speziell erwähnte Fälle.
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Die Hydraulikkreise A und B umfassen jeweils eine Vielzahl von Magnetventilen 30 und 31 zur Steuerung der intermittierenden Übertragung eines hydraulischen Bremsdrucks von der Hauptzylinderanordnung 10 zu den jeweiligen Bremszylindern 20 sowie einen Niederdruckspeicher 40, in dem Öl, das von den Bremszylindern 20 zurückgeleitet wird, vorübergehend gespeichert wird.
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Das elektronisch gesteuerte Bremssystem des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst des Weiteren eine Pumpeneinheit 50, um das Öl, das in dem Niederdruckspeicher 40 gespeichert ist, mit Druck zu beaufschlagen und erneut in Umlauf zu bringen, einen Motor (Elektromotor) 51 zum Antreiben der Pumpeneinheit 50 und Hochdruckspeicher 60 zum Vermindern der Druckpulsation des Öls, das von der Pumpeneinheit 50 ausgegeben wird.
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Die Pumpeneinheit 50 umfasst eine erste Pumpe 50a, eine zweite Pumpe 50b, eine dritte Pumpe 50c, eine vierte Pumpe 50d, eine fünfte Pumpe 50e und eine sechste Pumpe 50f. Die erste Pumpe 50a, die zweite Pumpe 50b und die fünfte Pumpe 50e sind mit dem ersten Hydraulikkreis A verbunden, und die dritte Pumpe 50c, die vierte Pumpe 50d und die sechste Pumpe 50f sind mit dem zweiten Hydraulikkreis B verbunden. Die jeweiligen Pumpen 50a, 50b, 50c, 50d, 50e und 50f sind auf Ansaug- und Auslassseiten davon mit Rückschlagventilen 52 versehen, um einen Rückstrom zu verhindern.
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Alle der oben erwähnten Bauteile sind in einem kompakten Zustand in einem kubischen Aluminiummodulatorblock 100 aufgenommen. Der Modulatorblock 100 enthält eine Vielzahl von Wegen für die Verbindung dieser Bauteile miteinander.
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Die Magnetventile 30 und 31 sind in Magnetventile 30 des normalen offenen Typs (im Folgenden als „Magnetventile vom NO-Typ” bezeichnet), die in stromaufwärtigen Wegen der Bremszylinder 20 angeordnet sind und normalerweise in einem offenen Zustand gehalten werden, und in Magnetventile 31 des normalen geschlossenen Typs (im Folgenden als „Magnetventile vom NG-Typ” bezeichnet), die in stromabwärtigen Wegen der Bremszylinder 20 angeordnet sind und normalerweise in einem geschlossenen Zustand gehalten werden, eingeteilt.
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Die Niederdruckspeicher 40 sind an Wegen angeordnet, die zwischen stromabwärtigen Seiten der Magnetventile 31 vom NG-Typ und der Pumpeneinheit 50 gekoppelt sind. Wenn die Bremszylinder 20 einen reduzierten Bremsdruck erzeugen, dann speichern die Niederdruckspeicher 40 vorübergehend das Öl, das von den Bremszylindern 20 durch die geöffneten Magnetventile 31 vom NG-Typ zurückgeleitet wird. Die Hochdruckspeicher 60 sind an Wegen angeordnet, die zwischen stromaufwärtigen Seiten der Magnetventile 30 vom NO-Typ und der Pumpeneinheit 50 gekoppelt sind, und dienen als Dämpfungskammern, um die Druckpulsation des Öls, das aus der Pumpeneinheit 50 ausgelassen wird, zu vermindern. Das Bezugszeichen 70 repräsentiert eine Öffnung zur Stabilisierung des Fluidflusses.
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2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die die Konfiguration einer Welle des Motors in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, 3 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch die Anordnung des Motors und der Pumpeneinheit in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, und 4 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch die Verbindung der Pumpeneinheit und der Hydraulikkreise in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Wie in 2 veranschaulicht ist, wird ein einziger Motor (Elektromotor) 51 verwendet, um die Pumpeneinheit 50 anzutreiben. Der Motor 51 weist eine um eine Drehachse X zu drehende Welle 53 auf.
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Ein exzentrischer Abschnitt 53a ist integriert an einem unteren Abschnitt der Welle 53 so bereitgestellt, dass er in einer vorgegebenen Richtung ausgehend von der Drehwelle X exzentrisch ist. Ein konzentrisches Lager 54 ist um den exzentrischen Abschnitt 53a herum aufgepresst. Das konzentrische Lager 54 umfasst konzentrische innere und äußere Ringe.
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Ein exzentrisches Lager 55 ist konzentrisch auf der Welle 53 an einer Position oberhalb des exzentrischen Abschnitts 53a mit Presspassung angebracht. Das exzentrische Lager 55 umfasst innere und äußere Ringe, deren Mittelpunkte um eine vorher festgelegte Distanz voneinander beabstandet sind.
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Insbesondere umfasst die Welle 53 die beiden Lager 54 und 55 angeordnet an unterschiedlichen Positionen beabstandet voneinander in einer Richtung der Drehachse X, um zu erlauben, dass das konzentrische Lager 54, das operativ mit dem exzentrischen Abschnitt 53a der Welle 53 zusammengebaut ist, und das exzentrische Lager 55, das operativ mit der Welle 53 an einer Position zusammengebaut ist, die nach oben ausgehend von dem konzentrischen Lager 54 beabstandet ist, mit einer vorher festgelegten Phasendifferenz gedreht werden können.
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Das konzentrische Lager 54 und das exzentrische Lager 55 sind mit entsprechenden Positionen der Pumpeneinheit 50 gekoppelt, was später noch beschrieben werden wird, um die Pumpeneinheit 50 zu betätigen.
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Auf diese Weise kann es, da eine Last sequentiell an die Pumpeneinheit 50 angelegt wird, die die sechs Pumpen umfasst, was später noch beschrieben werden wird, möglich sein zu verhindern, dass eine zu hohe Last an die Lager 54 und 55 sowie die Welle 53 des Motors 51 angelegt wird, was zu einer gesteigerten Haltbarkeit und Lebensdauer führt.
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Im Folgenden wird die Anordnung der Pumpeneinheit 50 im Hinblick auf die Lager 54 und 55, die mit Presssitz an der Welle 53 des Motors 51 angebracht sind, beschrieben werden.
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Unter Bezugnahme auf 3 ist eine erste Ebene 56a, eine zweite Ebene 56b und eine dritte Ebene 56c veranschaulicht. Die dritte Ebene 56c enthält die Drehachse X der Motorwelle 53. Die erste Pumpe 50a ist in der dritten Ebene 56c angeordnet und weist eine Mittelachse auf, die sich mit der Drehachse X der Welle 53 in einem rechten Winkel schneidet. Die erste Ebene 56a schneidet die Drehachse X der Welle 53 in einem rechten Winkel und ist so angeordnet, dass sie mit dem konzentrischen Lager 54 übereinstimmt, um die Mittelachse der ersten Pumpe 50a einzuschließen. Die zweite Ebene 56b ist parallel zu der ersten Ebene 56a und ist von der ersten Ebene 56a um eine vorher festgelegte Distanz beabstandet, um mit dem exzentrischen Lager 55 übereinzustimmen.
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Die erste Pumpe 50a, die zweite Pumpe 50b und die dritte Pumpe 50c sind in der ersten Ebene 56a angeordnet. Die zweite Pumpe 50b weist eine Mittelachse auf, die sich mit der Drehachse X der Welle 53 in einem rechten Winkel schneidet und die im Gegenuhrzeigersinn um die Drehachse X um 120 Grad ausgehend von der Mittelachse der ersten Pumpe 50a gedreht ist. Die dritte Pumpe 50c weist eine Mittelachse auf, die sich mit der Drehachse X der Welle 53 in einem rechten Winkel schneidet und die im Gegenuhrzeigersinn um die Drehachse X um 270 Grad ausgehend von der Mittelachse der ersten Pumpe 50a gedreht ist.
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Die vierte Pumpe 50d, die fünfte Pumpe 50e und die sechste Pumpe 50f sind in der zweiten Ebene 56b angeordnet. Die vierte Pumpe 50d weist eine Mittelachse auf, die die Drehachse X in einem rechten Winkel schneidet und die im Gegenuhrzeigersinn um die Drehachse X um 30 Grad ausgehend von der Mittelachse der ersten Pumpe 50a gedreht ist. Die fünfte Pumpe 50e weist eine Mittelachse auf, die die Drehachse X der Welle 53 in einem rechten Winkel schneidet und die im Gegenuhrzeigersinn um die Drehachse X um 90 Grad ausgehend von der Mittelachse der vierten Pumpe 50d gedreht ist. Die sechste Pumpe 50f weist eine Mittelachse auf, die sich mit der Drehachse X der Welle 53 in einem rechten Winkel schneidet und die im Gegenuhrzeigersinn um die Drehachse X um 240 Grad ausgehend von der Mittelachse der vierten Pumpe 50d gedreht ist.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es in 4 veranschaulicht ist, können die erste Pumpe 50a und die zweite Pumpe 50b, die in der ersten Ebene 56a angeordnet sind, und die fünfte Pumpe 50e, die in der zweiten Ebene 56b angeordnet ist, mit dem ersten Hydraulikkreis A verbunden sein, und die dritte Pumpe 50c, die in der ersten Ebene 56a angeordnet ist, und die vierte Pumpe 50d und die sechste Pumpe 50f, die in der zweiten Ebene 56b angeordnet sind, können mit dem zweiten Hydraulikkreis B verbunden sein.
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Mit der oben beschriebenen Anordnung führen die ersten und zweiten Hydraulikkreise A und B in dem elektronisch gesteuerten Bremssystem in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der Erfindung immer dann, wenn sich die Welle 53 einmal um die Drehachse X dreht, jeweils die Erzeugung von Druck dreimal durch. Dadurch werden die Druckimpulsperiode und die Druckimpulsbreite reduziert, was zu einem verminderten Systemrütteln und Betriebsgeräusch führt.
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In dem elektronisch gesteuerten Bremssystem der vorliegenden Erfindung können Ansaug- und Auslasswege der Pumpeneinheit 50 in der gleichen Richtung ausgerichtet sein. Dies ermöglicht eine kompakte räumliche Anordnung der Pumpen und ein kompaktes Wegedesign.
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Insbesondere sind die Ansaugwege 80a, 80b, 80c, 80d, 80e und 80f sowie die Auslasswege 90a, 90b, 90c, 90d, 90e und 90f in einer einzigen Richtung ausgebildet und können somit die Niederdruck- und Hochdruckspeicher 40 und 60 leicht gemeinsam besitzen. Genauer gesagt sind, wie in 3 veranschaulicht ist, die drei Pumpen 50a, 50b und 50e, die mit dem ersten Hydraulikkreis A verbunden sind, an ihren Ansaugseiten mit dem einzigen Niederdruckspeicher 40 und an ihren Auslassseiten mit dem einzigen Hochdruckspeicher 60 verbunden. Die drei Pumpen 50c, 50d und 50f, die mit dem zweiten Hydraulikkreis B verbunden sind, sind an ihren Ansaugseiten mit dem einzigen Niederdruckspeicher 40 und an ihren Auslassseiten mit dem einzigen Hochdruckspeicher 60 verbunden. Auf diese Weise kann ein kompakteres Design des Bremssystems möglich sein.
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Obwohl das vorliegende Ausführungsbeispiel die ersten, zweiten und fünften Pumpen 50a, 50b und 50e als mit dem ersten Hydraulikkreis A verbunden veranschaulicht und die dritten, vierten und sechsten Pumpen 50c, 50d und 50f als mit dem zweiten Hydraulikkreis B verbunden veranschaulicht, ist dies nur beispielshalber so angegeben, und drei Pumpen, die mit jedem der ersten und zweiten Hydraulikkreise verbunden sind, können entsprechend der Konfiguration der Hydraulikkreise einstellbar sein. Zum Beispiel können die zweiten, vierten und fünften Pumpen 50b, 50d und 50e mit dem ersten Hydraulikkreis A verbunden werden, und die ersten, dritten und sechsten Pumpen 50a, 50c und 50f können mit dem zweiten Hydraulikkreis B verbunden werden.
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Die Hydraulikkreise in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind nur beispielshalber gegeben, und natürlich kann die Pumpeneinheit des vorliegenden Ausführungsbeispiels auch bei anderen Hydraulikkreisen verwendet werden.
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Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich wird, kann ein elektronisch gesteuertes Bremssystem in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Effekte der Gewährleistung einer schnellen Reaktionsfähigkeit während des Betriebs eines Motors und einer Pumpe, einer gesteigerten Haltbarkeit aufgrund einer Reduktion der Belastung und der Operationen jeweiliger Komponenten sowie einer komfortablen Pedalbetätigung und eines reduzierten Betriebsgeräusches infolge einer Reduktion des hydraulischen Pulsierens aufweisen.
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Obwohl ein paar Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind, wird es den Fachleuten auf dem Gebiet klar sein, dass Änderungen bei diesen Ausführungsbeispielen durchgeführt werden können, ohne dass von den Prinzipien und dem Erfindungsgedanken der Erfindung abgewichen wird, deren Umfang in den Ansprüchen und ihren Äquivalenten definiert ist.
