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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren eines elektrischen Bremskraftverstärkers, der eine Unterstützungsfunktion durch ein elektrisches Stellglied hat.
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2. Beschreibung der Standes der Technik
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Die ungeprüfte veröffentlichte
japanische Patentanmeldung No. 2011-131886 A offenbart einen elektrischen Bremskraftverstärker, der ein Achselement, das sich durch Betätigung eines Bremspedals bewegt, ein röhrenförmiges Element, in das das Achselement derart eingefügt ist, das es relativ bewegt werden kann, und ein elektrisches Stellglied umfasst, das das röhrenförmige Element in Erwiderung auf eine Betätigung des Bremspedals bewegt.
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Darüber hinaus offenbart die obige Veröffentlichung eine zusammenwirkende Steuerung, die einen Bremsfluiddruck innerhalb eines Hauptzylinders dadurch absenkt, dass sie das röhrenförmige Element in einer Ruckwärtsrichtung mit Hilfe des elektrischen Stellgliedes in dem Umfang einer Bremskraft antreibt, die man in einem regenerativen Bremssystem erhält.
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Nebenbei muss im allgemeinen bei einem Fahrzeug, das eine Brennkraftmaschine als Energiequelle verwendet, das Bremspedal gedrückt werden, wenn die Brennkraftmaschine gestartet wird. Wenn jedoch ein elektrischer Strom dem Anlassermotor der Brennkraftmaschine zugeführt wird, so dass die Batteriespannung vorübergehend abnimmt, nimmt eine Stromversorgungsspannung eines elektrischen Stellgliedes eines elektrischen Bremskraftverstärkers ab, der dieselbe Batterie als Stromquelle nutzt.
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Wenn die Stromversorgungsspannung des elektrischen Stellgliedes des elektrischen Bremskraftverstärkers abnimmt, nimmt das Drehmoment des elektrischen Stellgliedes ab, worauf sich das röhrenförmige Element aus einer Stellung, die einer Betätigung des Bremspedals entspricht, in eine Ausgangsstellung durch eine anliegende Kraft einer Rückstellfeder und eines Bremsfluiddrucks zurückbewegt, wodurch eine Änderung der Pedalkraft des Bremspedals bewirkt wird, so dass der Fahrer ein Gefühl des Unbehagens erfahren könnte.
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ÜBERSICHT ÜBER DIE ERFINDUNG
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Somit besteht ein Ziel der Erfindung darin, eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren eines elektrischen Bremskraftverstärkers anzugeben, die in der Lage sind, das Auftreten einer Änderung der Pedalkraft eines Bremspedals infolge einer vorübergehenden Abnahme der Stromversorgungsspannung zu unterdrücken.
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Um das oben genannte Ziel zu erreichen, steuert die Steuervorrichtung des elektrischen Bremskraftverstärkers gemäß der Erfindung ein elektrisches Stellglied derart, dass die Länge eines Spaltes zwischen einem Antriebskolben und einem Bremskraftverstärkerkolben verkürzt wird, bevor eine Stromversorgungsspannung des elektrischen Stellgliedes abnimmt.
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Darüber hinaus sagt das Steuerverfahren des elektrischen Bremskraftverstärkers gemäß der Erfindung voraus, ob eine Stromversorgungsspannung eines elektrischen Stellgliedes abnimmt, und steuert das elektrische Stellglied derart, dass eine Länge zwischen einem Antriebskolben und einem Bremskraftverstärkerkolben verkürzt wird, wenn eine Abnahme der Stromversorgungsspannung vorhergesagt wird.
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Andere Ziele und Merkmale von Aspekten dieser Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Querschnittsansicht, die einen Ausgangszustand eines elektrischen Bremskraftverstärkers einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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2 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der elektrische Bremskraftverstärker der Ausführungsform der Erfindung eine Bremskraft erzeugt;
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3 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand darstellt, in dem eine zusammenwirkende Steuerung in dem elektrischen Bremskraftverstärker der Ausführungsform der Erfindung ausgeführt wird;
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4 ist ein Flussdiagramm, das einen Verlauf einer Steuerung zeigt, wenn eine Maschine des elektrischen Bremskraftverstärkers der Ausführungsform der Erfindung gestartet wird; und
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5 ist ein Zeitdiagramm, das einen Verlauf einer Steuerung zeigt, wenn eine Maschine des elektrischen Bremskraftverstärkers der Ausführungsform der Erfindung gestartet wird.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt eine Ausführungsform eines elektrischen Bremskraftverstärkers gemäß der Erfindung.
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Ein elektrischer Bremskraftverstärker 1, der in 1 gezeigt ist, ist ein System, das bei der Verringerung einer Bremsenbetätigungskraft eines Fahrers in einem Fahrzeug unterstützend wirkt und Hilfskraft durch ein elektrisches Stellglied erzeugt.
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Der elektrische Bremskraftverstärker 1 umfasst einen Tandemhauptzylinder 10.
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Der Tandemhauptzylinder 10 umfasst einen Zylinderhauptkörper 10, der einen Boden und einen Behälter (nicht gezeigt) umfasst.
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Ein Zusatzkolben 12 ist in dem Zylinderhauptkörper 11 an einer Vorderseite desselben vorgesehen, und ein Zusatzkolben 12 teilt das Innere des Zylinderhauptkörpers 11 in zwei Druckkammern 17 und 18.
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Darüber hinaus ist eine Kolbenanordnung 30 als Hauptkolben auf einer Eingangsseite innerhalb des Zylinderhauptkörpers 11 derart vorgesehen, dass sie dem Zusatzkolben 12 zugewandt ist.
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Darüber hinaus sind Rückstellfedern 25 und 26, die die Kolbenanordnung 30 und den Zusatzkolben 12 in einer Rückwärtsrichtung drücken, in jeder der Druckkammern 17 und 18 vorgesehen.
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Der Aufbau des Hauptzylinders 10 ist derselbe wie bei einem allgemeinen Tandemhauptzylinder mit Ausnahme der Kolbenanordnung 30.
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In dem Hauptzylinder 10 wird ein Bremsfluid, das in jeder der Druckkammern 17 und 18 enthalten ist, von einem Auslassanschluss (nicht gezeigt) zu einem entsprechenden Radzylinder in Erwiderung auf eine Vorwärtsbewegung beider Kolben 30 und 12 gepumpt.
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Die Kolbenanordnung 30 umfasst einen Antriebskolben 32, der ein Achselement ist, das sich durch eine Betätigung eines Bremspedals 100 bewegt, und einen Bremskraftverstärkerkolben 31, der ein röhrenförmiges Element ist, in das der Antriebskolben 32 eingefügt ist, um relativ beweglich zu sein.
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Der Bremskraftverstärkerkolben 31 umfasst ein röhrenförmiges Element 31a und ein Kolbenelement 31b, das in den hohlen Abschnitt 31a1 des röhrenförmigen Elementes 31a eingefügt ist.
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Der Antriebskolben 32 ist in einen hohlen Abschnitt 31b2 des Kolbenelementes 31b eingefügt, und ein vorderer Endabschnitt 32b des Antriebskolbens 32 nähert sich einem Inneren der Druckkammer 17.
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Ein vorderer Endabschnitt des Kolbenelementes 31b ist mit einem Flanschabschnitt 31b1 versehen, bei dem eine Stirnfläche 31b3 auf einer Seite der Druckkammer 17 eine Rückstellfeder 25 aufnimmt und eine Stirnfläche 31b4 auf einer gegenüberliegenden Seite der Druckkammer 17 mit einer Stirnfläche 31a2 des röhrenförmigen Elementes 31a in Kontakt kommt.
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Wenn sich das röhrenförmige Element 31a in einer Richtung des sich nähernden Zusatzkolbens 12 bewegt, kommt das röhrenförmige Element 31a mit dem Flanschabschnitt 31b1 des Kolbenelementes 31b derart in Eingriff, dass sich das röhrenförmige Element 31a und das Kolbenelement 31b integral in die Richtung des sich nährenden Zusatzkolbens 12 bewegen.
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Wenn sich das Kolbenelement 31b in einer Trennrichtung von dem Zusatzkolben 12 bewegt, kommt darüber hinaus der Flanschabschnitt 31b1 mit dem röhrenförmigen Element 31a derart in Kontakt, dass sich das röhrenförmige Element 31a und des Kolbenelement 31b integral in die Trennrichtung von dem Zusatzkolben 12 bewegen.
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Bewegt sich das Kolbenelement 31b in die Annäherungsrichtung des Zusatzkolbens 12 in einem Zustand, in dem des röhrenförmige Element 31a die Bewegung aussetzt, bewegt sich das Kolbenelement 31b auf der Innenseite des hohlen Abschnittes 31a1 des röhrenförmigen Elementes 31a derart, dass sich das Kolbenelement 31b dem Zusatzkolben 12 in einem Zustand nähert, in dem das röhrenförmige Element 31a die Bewegung aussetzt.
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Ein Zwischenabschnitt des Antriebskolbens 32 ist mit einem Flanschabschnitt 32a ausgestattet, der in den hohlen Abschnitt 31a1 des röhrenförmigen Elementes 31a eingepasst ist. Eine Feder 60 ist in einem komprimierten Zustand zwischen dem hinteren Endabschnitt 31b5 des Kolbenelementes 31b und dem Flanschabschnitt 32a vorgesehen.
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Darüber hinaus ist ein vorderer Endabschnitt 9a einer Antriebsstange 9, die gleichzeitig mit dem Bremspedal 100 arbeitet, mit einem hinteren Endabschnitt 32c des Antriebskolbens 32 verbunden, wobei sich der Antriebskolben 32 entlang einer Achsrichtung innerhalb des Bremskraftverstärkerkolbens 31 in Erwiderung auf eine Betätigung des Bremspedals 100 bewegt.
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Der elektrische Bremskraftverstärker 1 ist mit einem Elektromotor 40, der einem elektrischen Stellglied entspricht, und einem Kugelgewindetriebsmechanismus 50 ausgestattet, der eine Drehung einer Abtriebswelle des Elektromotors 40 in eine lineare Bewegung umwandelt und die Bewegung auf das röhrenförmige Element 31a des Bremskraftverstärkerkolbens 31 überträgt. Der Kugelgewindetriebsmechanismus 50 ist ein Umwandlungsmechanismus, der eine Drehbewegung in einer Linearbewegung umwandelt.
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Zusätzlich zu dem Elektromotor 40 können ein Solenoidstellglied, das den Bremskraftverstärkerkolben 31 durch eine elektromagnetische Kraft antreibt, und dergleichen als elektrisches Stellglied verwendet werden.
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Der Kugelgewindetriebsmechanismus 50 umfasst eine Gewindewelle 50a, die ein Außengewinde hat, das auf einem Außenumfang ausgebildet ist, ein Mutterelement 50b und eine Kugel 50c, die zwischen dem Außengewinde der Gewindewelle 50a und einem Innengewinde des Mutterelementes 50b angeordnet ist.
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Die Gewindewelle 50a ist nicht drehbar in dem Gehäuse gelagert, wodurch sich die Gewindewelle 50a in Erwiderung auf eine Drehung des Mutterelementes 50b bewegt.
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Ein vorderer Endabschnitt 50a2 der Gewindewelle 50a ist derart ausgebildet, dass er mit einem hinteren Endabschnitt 31a4 des röhrenförmigen Elementes 31a in Berührung kommt. Wenn sich die Gewindewelle 50a nach vorne zu dem Zusatzkolben 12 durch den Elektromotor 40 bewegt, bewegt sich das röhrenförmige Element 31a integral nach vorne, wobei es von der Gewindewelle 50a geschoben wird.
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Darüber hinaus ist ein Flanschabschnitt 50a1 integral an einem Außenumfang der Gewindewelle 50a vorgesehen, wobei eine Rückstellfeder 61, die die Gewindewelle 50a zu einer gegenüberliegenden Seite des Zusatzkolbens 12 drückt, zwischen dem Flanschabschnitt 50a1 und dem Gehäuse vorgesehen ist.
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Eine Drehung des Elektromotors 40 wird auf das Mutterelement 50b über einen Rotationsübertragungsmechanismus 41 übertragen.
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Der Rotationsübertragungsmechanismus 41 umfasst eine erste Riemenscheibe 41a, die an der Abtriebswelle des Elektromotors 40 angebracht ist, eine zweite Riemenscheibe 41b, die in das Mutterelement 50b eingepasst ist, und einen Riemen 41c, der zwischen den beiden Riemenscheiben 41a und 41b aufgehängt ist und gedreht wird.
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Hier hat die zweite Riemenscheibe 41b einen Durchmesser, der größer ist als der der ersten Riemenscheibe 41a, Auf diese Weise wird eine Drehung des Elektromotors 40 verlangsamt und auf das Mutterelement 50b übertragen.
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Der Antrieb des Elektromotors 40 wird mit einer Steuervorrichtung 71 gesteuert, die einen Mikrocomputer umfasst. Das heißt, die Steuervorrichtung 71 steuert den elektrischen Bremskraftverstärker 1 für das Kraftfahrzeug durch eine Steuerung des Elektromotors 40, Ein Signal wird in die Steuervorrichtung 71 von einem Positionssensor 72, der eine Position PP des Antriebskolbens 32 erfasst, einem Rotationssensor 73, der eine Drehung NM des Elektromotors 40 erfasst, und einem Drucksensor 74 eingegeben, der einen Bremsfluiddruck PB der Druckkammern 17 und 18 in dem Hauptzylinder erfasst, wobei auf der Basis von Signalen, die aus den Sensoren ausgegeben werden, der Elektromotor 40 gesteuert wird.
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Im folgenden werden die Steuerung des Bremskraftverstärkers 1 durch die Steuervorrichtung 71 und ein Betrieb des Bremskraftverstärkers 1 beschrieben.
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Wenn das Bremspedal 100 von einem Fahrer betätigt oder niedergedrückt wird, bewegt sich der Antriebskolben 32 integral mit der Antriebsstange 9 nach vorne, wobei die Bewegung des Antriebskolbens 32 von dem Positionssensor 72 erfasst wird.
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Anschließend empfängt die Steuervorrichtung 71 ein Signal von dem Positionssensor 72 und gibt einen Startbefehl an den Elektromotor 40 aus. In Erwiderung des Starts des Elektromotors 40 wird eine Drehung des Elektromotors 40 auf den Kugelgewindetriebsmechanismus 50 übertragen und bewegt sich die Gewindewelle 50a in der Vorwärtsrichtung. In Erwiderung auf die Vorwärtsbewegung der Gewindewelle 50a wird das röhrenförmige Element 31a durch die Gewindewelle 50a geschoben und bewegt sich vorwärts. Wenn das röhrenförmige Element 31a den Flanschabschnitt 31b1 des Kolbenelementes 31b drückt, folgt weiterhin der Bremskraftverstärkerkolben 31 einer Bewegung der Gewindewelle 50a.
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Das heißt, der Antriebskolben 32 und der Bremskraftverstärkerkolben 31 bewegen sich integral nach vorne, und es wird ein Bremsfluiddruck, der einer Schubkraft entspricht, die von dem Bremspedal 100 auf den Antriebskolben 32 ausgeübt wird, und eine Schubkraft, die von dem Elektromotor 40 auf den Bremskraftverstärkerkolben 31 ausgeübt wird, in den Druckkammern 17 und 18 innerhalb des Tandemhauptzylinders 10 erzeugt.
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Zu diesem Zeitpunkt wird der Umfang einer relativen Verschiebung beider Kolben 31 und 32 durch eine Differenz zwischen einer absoluten Verschiebung des Antriebskolbens 32 und einer absoluten Verschiebung des Bremskraftverstärkerkolbens 31 ermittelt, Somit steuert, wie in 2 gezeigt, die Steuervorrichtung 71 die Drehung eines Rotors 42 des Elektromotors 40, so dass eine relative Verschiebung nicht zwischen dem Antriebskolben 32 und dem Bremskraftverstärkerkolben 31 erzeugt wird.
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In einer Ausgangsstellung des Bremspedals 100 sind der hintere Endabschnitt 31b5 des Kolbenelementes 31b und der Flanschabschnitt 32a des Antriebskolbens 32 derart angeordnet, dass sie mit einem Spalt in einer Bewegungsrichtung einander zugewandt sind. Während eines Bremsvorgangs, bei dem ein regeneratives Bremsen nicht ausgeführt wird, steuert die Steuervorrichtung 71 den Elektromotor 40 derart, dass sich der Antriebskolben 32 und der Bremskraftverstärkerkolben 31 integral bewegen, während sie im wesentlichen den Spalt beibehalten.
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Somit ist eine Länge eines Spaltes zwischen dem Kolbenelement 31b und dem Flanschabschnitt 32a in einem Ausgangszustand von 1 im wesentlichen identisch mit einer Länge eines Spaltes zwischen dem Kolbenelement 31b und dem Flanschabschnitt 32a in einem Bremszustand von 2, bei dem ein regeneratives Bremsen nicht ausgeführt wird.
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In der folgenden Beschreibung entspricht ein Spalt zwischen dem Kolbenelement 31b und dem Antriebskolben 32 einem Zwischenraum, bei dem der hintere Endabschnitt 31b5 des Kolbenelementes 31b und der Flanschabschnitt 32a des Antriebskolbens 32 in einer Bewegungsrichtung einander zugewandt sind, wobei eine Länge eines Spaltes einer Länge des Zwischenraumes in einer Bewegungsrichtung des Kolbenelementes 31b und des Antriebskolbens 32 entspricht.
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Wird das Bremspedal gelöst, dreht sich der Elektromotor 40 in einer Richtung entgegengesetzt zu einer Richtung, in der Bremspedal 100 niedergedrückt wird, um die Gewindewelle 50a zurückzubewegen, so dass sich der Bremskraftverstärkerkolben 31 in Erwiderung auf eine Bewegung des Antriebskolbens 32 zurückbewegt.
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Da die Reaktionskraft infolge eines Fluiddrucks innerhalb des Hauptzylinders 10 auf den Bremskraftverstärkerkolben 31 wirkt, bewegt sich der Bremskraftverstärkerkolben 31 durch eine folgende Rückwärtsbewegung der Gewindewelle 50a zurück.
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Hier kommt das röhrenförmige Element 31a des Bremskraftverstärkerkolbens 31 mit der Gewindewelle 50a des Kugelgewindetriebsmechanismus 50 an einer Stirnfläche in Berührung. Darüber hinaus kann sich das Kolbenelement 31b weiter vorwärts bewegen, indem es sich relativ in Bezug auf das röhrenförmige Element 31a bewegt, das mit der Gewindewelle 50a in Kontakt kommt.
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Wenn das Bremspedal 100 in einem Fall niedergedrückt wird, in dem der Elektromotor 40 abbremst und ein Drehmoment zum Bewegen des Bremskraftverstärkerkolbens 31 in Vorwärtsrichtung nicht erzeugt werden kann, verkürzt somit der Antriebskolben 32, der sich in Erwiderung auf das gedrückte Bremspedal 100 vorwärts bewegt, eine Länge der Feder 60, um das Kolbenelement 31b zu schieben. Auf diese Weise bewegt sich das Kolbenelement 31b vorwärts, indem es einer Bewegung des Antriebskolbens 32 in einem Zustand folgt, in dem das röhrenförmige Element 31a und die Gewindewelle 50a nicht bewegt werden. Anschließend bewegen sich der Antriebskolben 32 und das Kolbenelement 31b integral vorwärts, um eine Bremskraft zu erzeugen, die einer Pedalkraft des Bremspedals 100 entspricht.
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Wenn darüber hinaus ein regeneratives Bremssystem während einer Betätigung des Bremspedals 10 betätigt wird, führt die Steuervorrichtung 71 eine zusammenwirkende Steuerung aus, die einen Bremsfluiddruck in dem Maße einer Bremskraft reduziert, die man bei der regenerativen Steuerung erhält.
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Wie es zuvor beschrieben wurde, bedeutet dies, dass während eines Bremsvorgangs, bei dem eine regenerative Steuerung nicht ausgeführt wird, das Kolbenelement 31b durch den Elektromotor 40 in Erwiderung auf eine Verschiebung des Antriebskolbens 32 vorwärts bewegt wird, um so die Länge des Spaltes zwischen dem Kolbenelement 31b und dem Flanschabschnitt 32a des Antriebskolbens 32 beizubehalten.
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Bei einer zusammenwirkenden Steuerung wird der Elektromotor 33 in einer Richtung entgegengesetzt zu einer Richtung, in der eine Bremsung ausgeführt wird, aus einem Zustand bewegt, der in 2 gezeigt ist, wobei der Bremskraftverstärkerkolben 31 zurückbewegt wird, wie es in 3 gezeigt ist, so dass eine Länge eines Spaltes zwischen dem Kolbenelement 31b und dem Antriebskolben 32 verkürzt wird, um so einen Bremsfluiddruck in dem Umfang einer Bremskraft zu verringern, die man bei der regenerativen Steuerung erhält. Eine Distanz, um die sich der Bremskraftverstärkerkolben 31 zurückbewegt, ist auf einen Wert kleiner oder gleich einem Spalt eingestellt, der zwischen dem Kolbenelement 31b und dem Flansch 32a in einem Zustand eingestellt ist, in dem die regenerative Steuerung nicht ausgeführt wird. Somit ist es in Verbindung mit einer zusammenwirkenden Steuerung möglich zu verhindern, dass ein Fahrer eine Änderung der Pedalkraft des Bremspedals 100 fühlt, ohne dass eine Kraft in einer Rückstellrichtung auf den Antriebskolben 32 von dem Kolbenelement 31b ausgeübt wird.
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Wie es zuvor beschrieben wurde, hat die Steuervorrichtung 71 eine Funktion einer Bremssteuereinheit oder einer Bremssteuereinrichtung, die den Elektromotor 40 derart steuert, dass sich der Antriebskolben 32 und der Bremskraftverstärkerkolben 31 integral bewegen, währen die Länge des Spaltes für eine Betätigung des Bremspedals 100 beibehalten wird, und einen Bremsfluiddruck innerhalb des Hauptzylinders 10 verringert, indem sie den Elektromotor 40 derart steuert, dass die Länge des Spaltes während der regenerativen Steuerung verkürzt wird.
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Ein Fahrzeug, das den elektrischen Bremskraftverstärker 1 umfasst, ist mit einer Brennkraftmaschine 200 als Kraftquelle ausgestattet und treibt einen Anlassermotor in Erwiderung auf einen Anlassvorgang der Brennkraftmaschine 200 durch einen Fahrer an, um die Brennkraftmaschine 200 unter der Bedingung anzulassen, dass das Bremspedal 100 niedergedrückt ist.
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Wenn der Elektromotor 40 durch eine Steuervorrichtung 71 gesteuert wird, wie es oben beschrieben ist, besteht im Falle des Kraftfahrzeuges die Möglichkeit, dass sich eine Pedalkraft eines Bremspedals 100 während des Anlassens ändert, wodurch der Fahrer ein Unbehagen fühlt.
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Das heißt, wenn eine Spannung einer Batterie VR, die eine Stromquelle des Anlassermotors entspricht, durch Antreiben des Anlassermotors und Anlassen der Brennkraftmaschine 200 verringert wird, nimmt eine angelegte Spannung des Elektromotors 40 ab, der dieselbe Batterie VB als Stromquelle verwendet. Das heißt, wenn die Batterie VB eine Stromquelle zum Starten der Brennkraftmaschine 200 und eine Stromquelle des Elektromotors 40 ist, nimmt eine Versorgungsspannung des Elektromotors 40 während des Startens der Brennkraftmaschine 200 ab.
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Nimmt eine angelegte Spannung des Elektromotors 40 ab, nimmt ein Drehmoment des Elektromotors 40, der den Bremskraftverstärkerkolben 31 vorwärts bewegt, durch den Widerstand eines Bremsfluiddrucks oder der Rückstellfeder 61 vorübergehende ab, wodurch der Bremskraftverstärkerkolben 31 in eine Ausgangsstellung mit Hilfe einer Kraft der Rückstellfeder 61 oder des Bremsfluiddrucks zurückkehren muss.
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In diesem Fall bewegt sich das Kolbenelement 31b des Bremskraftverstärkerkolbens 31 hin zu dem Antriebskolben 32, der nicht bewegt wird, um die Länge des Spaltes zu verringern, und kommt mit dem Antriebskolben 32 mit kinetischer Energie in Kontakt. Somit wird eine Kraft in einer Rücklaufrichtung auf den Antriebskolben 32 ausgeübt, wodurch bewirkt werden kann, dass der Fahrer ein Unbehagen, das heißt eine Änderung der Pedalkraft des Bremspedals 100, fühlt.
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Wenn die Brennkraftmaschine 200 in einem Zustand gestartet wird, in dem das Bremspedal 100 niedergedrückt ist, führt die Steuervorrichtung 71 daher eine Steuerung der Verkürzung einer Länge des Spaltes zwischen dem Kolbenelement 31b und dem Flanschabschnitt 32a, d. h. eine Steuerung aus, die bewirkt, dass sich das Kolbenelement 31b dem Flanschabschnitt 32a nähert, um für einen Abfall der Batteriespannung vorbereitet zu sein, die mit dem Anlassen in Verbindung steht, wenn die Brennkraftmaschine 200 in einem Zustand gestartet wird, in dem auf das Bremspedal 100 getreten wird. Auf diese weise wird eine Stromversorgungsspannung des Elektromotors 40, die mit dem Starten der Maschine in Verbindung steht, in einem Zustand verringert, in dem sich das Kolbenelement 31b und der Flanschabschnitt 32a einander nähern. Das heißt, die Steuervorrichtung 71 hat die Funktion einer Steuereinheit oder eine Steuereinrichtung, die eine Steuerung des Verkürzens des Spaltes ausführt.
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Wenn eine Länge des Spaltes zwischen dem Kolbenelement 31b und dem Antriebskolben 32 kürzer ist als ein Standardwert, wird einen Distanz, um die sich das Kolbenelement 31b bewegt, bis es den Flanschabschnitt 32a berührt, verkürzt, wobei die kinetische Energie auch dann abnimmt, wenn eine Stromversorgungsspannung des Elektromotors 40 abnimmt und ein Motordrehmoment abnimmt. Somit nimmt eine Kraft in einer Rücklaufrichtung, die auf den Antriebskolben 32 durch das Kolbenelement 31b ausgeübt wird, ab, wobei es möglich ist, eine Änderung der Pedalkraft des Bremspedals 100 zu unterdrücken.
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Im allgemeinen wird der Start einer Brennkraftmaschine 200 in einem Automatikgetriebewagen in einem P-Bereich oder einem N-Bereich ausgeführt, wodurch eine ausreichende Bremskraft auch dann sichergestellt werden kann, wenn eine Steuerung des Verkürzens der Länge des Spaltes zwischen dem Kolbenelement 31b und dem Flanschabschnitt 32a ausgeführt wird.
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Ein Flussdiagramm in 4 zeigt ein Beispiel einer Steuerung eines elektrischen Bremskraftverstärkers während eines Maschinenstarts durch die Steuervorrichtung 71.
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Zunächst wird, wenn der Steuervorrichtung 71 in Schritt S501 Strom zugeführt wird, im anschließenden Schritt S502 geprüft, ob ein Anlasskennzeichen gesetzt ist.
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Strom wird der Steuervorrichtung 71 in Erwiderung entweder auf das Niederdrücken des Bremspedals 100, das Öffnen einer Tür des Fahrzeuges, das Aufschließen einer Tür des Fahrzeuges, das Setzen auf einen Fahrersitz oder eine Betätigung des Zündschlosses und dergleichen zugeführt. Wenn beispielsweise eine Überwachungseinheit, die das Niederdrücken des Bremspedals 100, einen Türzustand und dergleichen überwacht, betätigt wird und das Bremspedal 100 selbst vor einer Betätigung des Zündschlosses niedergedrückt wird, kann der Steuervorrichtung 71 Strom auf der Basis eines Startanforderungssignals von der Überwachungseinheit zugeführt werden.
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Fällt ein Anlasskennzeichen, schreitet der Vorgang zu Schritt S507 fort und wird das Kolbenelement 31b durch den Elektromotor 40 in Erwiderung auf eine Verschiebung des Antriebskolbens 32 derart bewegt, dass eine Länge eines Spaltes zwischen dem Kolbenelement 31b und dem Flanschabschnitt 32a des Antriebskolbens 32 auf einem Standardwert (Ausgangswert) gehalten wird. Darüber hinaus wird bei einer zusammenwirkenden Steuerung das Kolbenelement 31b durch den Elektromotor 40 zurückbewegt, um die Länge des Spaltes zwischen dem Kolbenelement 31b und dem Antriebskolben 32 zu verkürzen.
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Wenn andererseits dem Anlassermotor Strom zugeführt wird und ein Anlasskennzeichen gesetzt ist, wird eine Abnahme der Stromversorgungsspannung, die mit einem Start der Brennkraftmaschine 200 in Verbindung steht, vorausgesagt, worauf der Vorgang zu Schritt S503 fortschreitet. In Schritt S503 wird eine Steuerung ausgeführt, um die Länge des Spaltes zwischen dem Kolbenelement 31b und dem Flanschabschnitt 32a derart zu verkürzen, dass die Länge geringer ist als der Standardwert. Mit anderen Worten wird, wenn dem Anlassermotor der Brennkraftmaschine 200 Strom für den Start zugeführt wird, der Elektromotor derart gesteuert, dass die Länge des Spaltes verkürzt wird.
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Wenn das Niederdrücken des Bremspedals 100, bevor ein Startschalter EIN-geschaltet ist, von einem Bremsschalter und dergleichen bestimmt wird, anstelle ein Anlasskennzeichen zu bestimmen, und das Niederdrücken des Bremspedals 100 erfasst wird, ist es möglich, einen Abfall der Stromversorgungsspannung vorherzusagen, die mit einem Start der Brennkraftmaschine 200 in Verbindung steht, und eine Steuerung der Verkürzung der Länge des Spaltes zwischen dem Kolbenelement 31b und dem Flanschabschnitt 32a derart auszuführen, dass die Länge geringer ist als der Standardwert.
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Wenn ein Fahrer das Bremspedal 100 niederdrückt, um die Brennkraftmaschine 200 zu starten, nachdem der Steuervorrichtung 71 Strom zugeführt wurde, bewegt sich der Antriebskolben 32 nach vorne, wobei die Steuervorrichtung 71 den Elektromotor 40 in Erwiderung auf eine Ausgabe des Positionssensors 72 derart steuert, dass sich der Bremskraftverstärkerkolben 31 mit dem Antriebskolben 32 integral vorwärts beweget.
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Bei der Steuerung des Elektromotors 40 werden der Antriebskolben 32 und der Bremskraftverstärkerkolben 31 integral derart nach vorne bewegt, dass die Länge des Spaltes zwischen dem Kolbenelement 31b und dem Flanschabschnitt 32a im wesentlichen auf dem Standardwert gehalten wird, der eine Länge in einer Ausgangsstellung ist.
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Auf diese Weise wird, wenn der Vorgang zu Schritt S503 in einem Zustand fortschreitet, in dem die Länge des Spaltes auf dem Standardwert gehalten ist, ein Drehmoment, das die Gewindewelle 50a zurückbewegt, erzeugt, indem der Elektromotor 40 in eine entgegengesetzte Richtung gedreht wird, wobei der Bremskraftverstärkerkolben 31 integral mit der Gewindewelle 50a zurückbewegt wird, Hier liegt eine Distanz, um die die Gewindewelle 50a zurückbewegt wird, in einem Bereich, in dem das Kolbenelement 31b nicht mit dem Antriebskolben 32 in Kontakt gelangt, und ist eine Distanz, die für das Anlassen eingerichtet und kürzer ist als der Standardwert der Länge des Spaltes zwischen dem Kolbenelement 31b und dem Flanschabschnitt 32a.
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Wird die Länge des Spaltes zwischen dem Kolbenelement 31b und dem Flanschabschnitt 32a verkürzt, nimmt kinetische Energie, die an den Bremskraftverstärkerkolben 31 abgegeben wird, im Vergleich zu einem Fall, bei dem die Länge des Spaltes der Standardwert ist, ab, da eine Distanz, um die sich das Kolbenelement 31n bewegt, bis es den Flanschabschnitt 32a berührt, auch dann verkürzt wird, wenn ein Drehmoment des Elektromotors 40 im Zusammenhang mit einem Stromversorgungsabfall abnimmt, wobei die Gewindewelle 50a dazu bestimmt ist, in ihre Ausgangsstellung zurückzukehren. Somit wird eine Kraft in einer Rücklaufrichtung, die auf den Antriebskolben 32 durch das Kolbenelement 31b ausgeübt wird, abgeschwächt, womit es möglich ist, eine Änderung der Pedalkraft des Bremspedals 100 zu unterdrücken.
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Eine Länge eines Spaltes für das Anlassen wird auf einen Wert eingestellt, bei dem eine Änderung der Pedalkraft des Bremspedals 100 in Erwiderung auf eine Abnahme des Drehmomentes des Elektromotors 40 innerhalb eines zulässigen Bereiches ist.
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Wird das Bremspedal 100 niedergedrückt, bevor die Steuervorrichtung 71 eingesetzt wird, kommt der Antriebskolben 32 mit dem Kolbenelement 31b in Kontakt und schiebt das Kolbenelement 31b, um einen Bremsfluiddruck zu erzeugen. Das heißt, eine Länge eines Spaltes zwischen dem Kolbenelement 31b und dem Flanschabschnitt 32a hat einen Minimalwert.
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Wenn der Vorgang in dem obigen Zustand zu Schritt S503 fortschreitet, wird ein Antrieb für die Vorwärtsbewegung der Gewindewelle 50a durch den Elektromotor 40, um die Länge des Spaltes zwischen dem Kolbenelement 31b und dem Flanschabschnitt 32a auf den Standardwert einzustellen, abgebrochen und ein Zustand, in dem der Antriebskolben 32 und das Kolbenelement 31b miteinander in Kontakt kommen, beibehalten, oder der Elektromotor 40 wird derart angetrieben, dass er das Kolbenelement 31b vorwärtsbewegt, so dass die Länge des Spaltes auf einen Wert zum Anlassen eingestellt wird, die geringer ist als der Standard wert.
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Die obige Ausführung des Abbrechens des Antriebs des Elektromotors 40 und die Ausführung des Antreibens des Elektromotors 40, um das Kolbenelement 31b vorwärts zu bewegen, sind in einer Steuerung zum Verkürzen der Länge des Spaltes enthalten, so dass die Länge geringer ist als der Standardwert.
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Darüber hinaus ist eine Steuerung der Verkürzung der Länge des Spaltes zwischen dem Kolbenelement 31b und dem Flanschabschnitt 32a derart, dass die Länge geringer ist als der Standardwert, nicht auf eine Konfiguration beschränkt, bei der die Steuerung zu einem Zeitpunkt ausgeführt wird, wenn ein Anlasskennzeichen gesetzt ist, und kann vor einem Starten der Maschine ausgeführt werden, bei dem ein Anlasskennzeichen fällt.
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Das heißt, wenn eine Steuerung zum Verkürzen der Länge des Spaltes bis zu einer Länge, die für ein Anlassen eingestellt ist, vor einem Abfall einer Stromversorgungsspannung des Elektromotors 40, das heißt in Erwiderung auf die Vorhersage eines Abfalls einer Batteriespannung durch das Anlassen, ausgeführt wird, besteht die Möglichkeit, eine Änderung der Pedalkraft des Bremspedals 100 zu unterdrücken.
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Die Steuerung zum Verkürzen der Länge des Spaltes kann beispielsweise ausgeführt werden, wenn der Steuervorrichtung 71 Strom zugeführt wird, das Bremspedal 100 niedergedrückt wird und die Brennkraftmaschine 200 gestartet werden soll.
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Zusätzlich zu dem oben genannten Zustand kann weiterhin ein Zustand, in dem Strom der Brennkraftmaschine 200 zugeführt wird, das heißt ein Zündschalter eingeschaltet wird, als Zustand hinzugefügt werden.
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Es wird die Steuerung des Verkürzens der Länge des Spaltes ausgeführt, wobei das Anlassen in einem Zustand, in dem die Länge des Spaltes verkürzt ist, in Schritt S503 ausgeführt wird, und es wird in Schritt S504 bestimmt, ob das Anlassen beendet ist.
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Das heißt, bei der Bestimmung von Schritt S504 wird bestimmt, ob eine Zeitperiode, zu der eine Stromversorgungsspannung des Elektromotors 40 vorübergehend abnimmt, vergangen ist.
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Somit können bei der Bestimmung von Schritt S504 das Umschalten des Anlassermotors aus einem EIN-Zustand in einen AUS-Zustand, eine Maschinendrehzahl der Brennkraftmaschine 200, die größer oder gleich einer eingestellten Drehzahl ist, ein Anstieg einer Batteriespannung und dergleichen als ein Ende des Anlassens bestimmt werden, Zusätzlich kann das Ende des Anlassens aus einer Kombination aus diesen bestimmt werden.
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Wird das Anlassen nicht beendet, kann eine Stromversorgungsspannung des Elektromotors 40 während des Anlassens abnehmen, und somit wird ein Zustand beibehalten, in dem die Länge des Zwischenraums verkürzt ist.
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Wird andererseits das Anlassen beendet, wird beurteilt, dass eine Stromversorgungsspannung des Elektromotors 40 wiederhergestellt ist. In diesem Fall schreitet der Vorgang zu Schritt S505 fort.
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In Schritt S505 wird bestimmt, ob das Bremspedal 100 als Tätigkeit um zu bewirken, dass sich das Fahrzeug zu bewegen beginnt, gelöst ist oder nicht.
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Wenn der Umfang, in dem das Bremspedal 100 gelöst ist, einen eingestellten Wert überschreitet, wird in Schritt S505 bestimmt, dass das Bremspedal gelöst ist, worauf der Vorgang zu Schritt S506 fortschreitet, um eine Steuerung der Länge des Spaltes für das Anlassen abzubrechen.
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Wenn hier die Zufuhr eines elektrischen Stromes zu dem Elektromotor 40 ausgesetzt ist, ist der Bremskraftverstärkerkolben 31 dazu bestimmt, durch eine wirkende Kraft der Rückstellfeder 61 in eine Ausgangsstellung zurückzukehren, und der Antriebskolben 32 bewegt sich in Übereinstimmung mit dem Lösen des Bremspedals 100 zurück, wodurch der Zustand in einen Ausgangszustand zurückkehrt, in dem die Länge des Spaltes voreingestellt ist.
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Somit wird die Länge des Spaltes auf einer kürzeren Länge gehalten als eine Länge, bei der das Fahrzeug beginnt, sich zu bewegen, das heißt einer kürzeren Länge als eine Länge, bei der sich der Bremskraftverstärkerkolben 31 und der Antriebskolben in einer Ausgangsstellung wenigstens während des Anlassens der Brennkraftmaschine 200 befinden, und das Bremspedal 100 gelöst nachdem die Brennkraftmaschine 200 gestartet wurde, worauf der Elektromotor 40 derart gesteuert wird, dass die Länge des Spaltes erweitert wird.
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Es besteht die Möglichkeit, ein Drehmoment durch den Elektromotor 40 zu erzeugen, um den Bremskraftverstärkerkolben 31 zurück in eine Ausgangsstellung zu bewegen.
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Wenn andererseits das Bremspedal 100, das vor dem Anlassen niedergedrückt wurde, einen niedergedrückten Zustand beibehält, nachdem das Anlassen beendet ist, wird ein Zustand beibehalten, in dem die Länge des Spaltes verkürzt ist. Auf diese Weise wird im Zusammenhang mit einer Steuerung des Erweiterns der Länge des Spaltes verhindert, dass ein Fahrer ein Unbehagen fühlt.
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In dieser Hinsicht besteht die Möglichkeit, die Länge des Spaltes wiederherzustellen, bevor das Bremspedal 100 am Ende des Anlassens gelöst wird. In diesem Fall wird ein Drehmoment des Elektromotors 40 in einer Richtung erzeugt, in der der Bremskraftverstärkerkolben 31 vorwärts bewegt wird.
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Nachdem der Vorgang zu Schritt S506 fortgeschritten ist, um die Steuerung des Verkürzens der Länge des Spaltes zum Anlassen abzubrechen, schreitet der Vorgang zu Schritt S507 fort, um eine normale Steuerung auszuführen.
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Ein Zeitachsendiagramm in 5 zeigt ein Beispiel einer Tätigkeit des elektrischen Bremskraftverstärkers 1 während des Startens der Maschine.
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Das Beispiel, das in dem Zeitachsendiagramm von 5 dargestellt ist, zeigt einen Fall, bei dem der Steuervorrichtung Strom 71 zugeführt wird, bevor ein Zündschalter EIN-geschaltet wurde, so dass eine Antriebssteuerung des Elektromotors 40 ausgeführt werden kann, bevor der Zündschalter EIN-geschaltet wird.
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Wenn in dem Zeitachsendiagramm in 5 das Niederdrücken des Bremspedals 100 zu einem Zeitpunkt t1 begonnen wird, bevor der Zündschalter EIN-geschaltet wurde, wird der Elektromotor 40 in Richtung einer normalen Rotation bis zu einem Zeitpunkt t2 angetrieben, bei dem der Niederdrückvorgang beendet wird, so dass der Bremskraftverstärkerkolben 31 in Erwiderung der Vorwärtsbewegung des Antriebskolbens 32 im Zusammenhang mit dem Niederdrücken des Bremspedals 100 vorwärts bewegt wird. Auf diese Weise wird der Bremskraftverstärkerkolben 31 integral mit dem Antriebskolben 32 vorwärts bewegt, wobei die Länge des Spaltes beibehalten wird. Die normale Drehung des Elektromotors 40 entspricht einer Drehrichtung, in der der Bremskraftverstärkerkolben 31 vorwärts bewegt wird.
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Wenn anschließend ein Fahrer den Zündschalter zu einem Zeitpunkt t3 EIN-schaltet und einen Startschalter zu einem Zeitpunkt t4 EIN-schaltet, um die Brennkraftmaschine 200 zu starten, wird ein Anlasskennzeichen gesetzt.
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Wenn das Anlasskennzeichen zu dem Zeitpunkt t4 gesetzt wird, wird der Elektromotor 40 in Richtung einer umgekehrten Rotation, d. h. in einer Richtung der Rückwärtsbewegung des Bremskraftverstärkerkolbens 31 von dem Zeitpunkt t4 zu einem Zeitpunkt t5 gedreht, um so die Länge des Spaltes zu verkürzen, wobei der Bremskraftverstärkerkolben 31 von einem Drehmoment, das von dem Elektromotor 40 erzeugt wird, zurückbewegt wird, so dass die Länge des Spaltes bis zu einem Wert verringert wird, der im voraus für das Anlassen eingestellt ist.
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Wenn der Startschalter zu dem Zeitpunkt t6 AUS-geschaltet wird und anschließend des Bremspedal zu dem Zeitpunkt t7 freigegeben wird, wird anschließend eine Steuerung zum Verkürzen der Länge des Spaltes für das Anlassen abgebrochen.
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Wird die Zufuhr eines elektrischen Stromes zu dem Elektromotor 40 in Verbindung mit dem Abbruch der Steuerung zum Verkürzen der Länge des Spaltes ausgesetzt, bewegt sich der Antriebskolben 32 in Verbindung mit der Freigabe des Bremspedals 100 zurück, wobei sich der Bremskraftverstärkerkolben 31 durch eine einwirkende Kraft einer Feder zurückbewegt und somit der Antriebskolben 32 und der Bremskraftverstärkerkolben 31 in eine Ausgangsstellung zurückkehren und zu der Ausgangsstellung zum Zeitpunkt t8 zurückkehren, während die Länge des Spaltes erweitert wird.
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Eine umgekehrte Drehung des Elektromotors 40 von dem Zeitpunkt t7 zu dem Zeitpunkt t8 in 5 ist eine Drehung, die erzeugt wird, wenn der Elektromotor 40 von einer Seite des Bremskraftverstärkers 31 in Erwiderung darauf angetrieben wird, dass sich der Bremskraftverstärkerkolben 31 durch Einwirkung einer Federkraft zurückbewegt. In diesem Zusammenhang besteht die Möglichkeit, ein Drehmoment in einer Richtung des sich zurückbewegenden Bremskraftverstärkerkolbens 31 zu erzeugen, indem dem Elektromotor 40 ein elektrischer Strom zugeführt wird.
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Wie es zuvor beschrieben wurde, ist es, wenn ein Zustand, in dem die Länge des Spaltes ausreichend kurz ist, während des Anlassens beibehalten wird, bei dem eine Stromversorgungsspannung des Elektromotors 40 abnimmt, möglich, eine Änderung der Pedalkraft des Bremspedals 100 selbst dann zu unterdrücken, wenn ein Drehmoment des Elektromotors 40 infolge einer Abnahme der Stromversorgungsspannung in Verbindung mit dem Anlassen rapide abnimmt.
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Da bei einem Bremskraftverstärker 1 der vorliegenden Ausführungsform die Länge des Spaltes zu einem Standardwert zurückkehrt, wenn die Gewindewelle 50a und der Antriebskolben 32 in eine mechanische Anschlagsposition infolge der Freigabe des Bremspedals 100 zurückkehren, ist es möglich eine Steuerung der Fortführung eines Zustandes auszuführen, in dem die Länge des Spaltes verkürzt wird, bis das Bremspedal 100, das vor dem Anlassen niedergedrückt wurde, freigegeben wird, und die Länge des Spaltes bei einem anschließenden Niederdrücken des Bremspedals auf dem Standardwert zu halten.
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Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die Steuerung zum Verkürzen der Länge des Spaltes an einem Fahrzeug anzuwenden, das kein regeneratives Bremssystem hat.
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Darüber hinaus wird bei der Ausführungsform die Steuerung zum Verkürzen der Länge als Gegenmaßnahme für einen Abfall der Stromversorgungsspannung des Elektromotors 40 in Verbindung mit einem Start der Brennkraftmaschine 200 ausgeführt. Die Steuerung zum Verkürzen der Länge des Spaltes kann jedoch auf einen Spannungsabfall infolge eines anderen Grundes als des Startens des Kraftfahrzeuges in einem gestoppten Zustand angewendet werden.
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Wenn darüber hinaus ein elektrischer Strom einem weiteren Bauteil, wie etwa einem Frontscheinwerfer, in dem Fall zugeführt wird, in dem ein Anlassen durch Zuführen eines elektrischen Stromes zu dem Anlassermotor ausgeführt wird, nimmt ein Spannungsabfall zu und tritt leicht der Ausfall des Elektromotors 40 ein. Daher wird bestimmt, ob die Anzahl anderer elektrischer Bauteile, denen ein elektrischer Strom zugeführt wird, wenn das Anlassen begonnen wird, größer ist als die vorbestimmte Anzahl elektrischer Bauteile. Wenn die Anzahl elektrischer Bauteile, denen ein elektrischer Strom zugeführt wird, größer ist als die voreingestellte Zahl elektrischer Bauteile, kann die Steuerung zum Verkürzen der Länge des Spaltes ausgeführt werden.
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Ist darüber hinaus eine Temperatur der Brennkraftmaschine 200 gering, nimmt die Leistung, die für das Starten benötigt wird, zu und fällt leicht eine Spannung ab. Wenn eine Temperatur der Brennkraftmaschine 200 zum Zeitpunkt des Startens geringer ist als eine eingestellte Temperatur, kann die Steuerung des Verkürzens der Länge des Spaltes ausgeführt werden.
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Der gesamte Inhalt der
japanischen Patentanmeldung No. 2013-008062 , die am 21. Januar 2013 eingereicht wurde, ist hier durch Bezugnahme enthalten.
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Wenngleich lediglich bestimmte Ausführungsformen gewählt wurden, um die vorliegende Erfindung zu veranschaulichen, wird der Fachmann anhand dieser Offenbarung erkennen, dass hier unterschiedliche Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen, wie er in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist.
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Weiterhin dient die vorangegangene Beschreibung der Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung lediglich der Veranschaulichung und nicht Zwecken der Einschränkung der Erfindung, wobei die Erfindung in den beigefügten Ansprüchen und ihren Äquivalenten beansprucht ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2011-131886 A [0002]
- JP 2013-008062 [0112]
