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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 14. November 2014 eingereichten japanischen Patentanmeldung
JP 2014-231881 , deren Offenbarungsgehalt hierin vollständig durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremskraftsteuersystem, ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Steuern einer Bremskraft.
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In einem Brennstoffzellenfahrzeug, in dem ein Antriebsmotor durch die von einer Brennstoffzelle generierten Leistung angetrieben wird, wie es in der
JP 2013-99081 A offenbart ist, wird der Antriebsmotor herkömmlich als ein Generator betrieben, wenn das Fahrzeug gebremst wird oder einen Hang hinunterfährt, um Leistung zu generieren und regeneratives Bremsen durchzuführen, um eine Bremskraft zu erreichen, und eine regenerative Leistung, die durch das regenerative Bremsen generiert wird, wird in eine Sekundärzelle geladen. Ein Überschuss an Leistung, der nicht in die Sekundärzelle geladen werden kann, wird von einer Hilfsvorrichtung verbraucht, und Leistung, welche nicht auf diese Weise verbraucht werden kann, wird von einer mechanischen Bremse (eine später beschriebene Reibungsbremse) verbraucht.
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In der herkömmlichen Technologie, die in der
JP 2013-99081 A offenbart ist, wird jedoch nur eine Bremskraft, die dem Zurücktreten bzw. Lösen eines Gaspedals in einem Fahrprozess entspricht, gesteuert, und es werden keine ausreichenden Maßnahmen für eine Koordination zwischen dem Steuern der Bremskraft, die dem Zurücktreten bzw. Lösen des Gaspedals entspricht, und einem Steuern einer Bremskraft, die der Position eines Bremspedals entspricht, vorgenommen. Ein solches Problem gibt es nicht nur in einem Brennstoffzellenfahrzeug, sondern auch in einem Fahrzeug, das mit einem Motor fährt, wie beispielsweise einem Elektrofahrzeug.
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Die vorliegende Erfindung wurde geschaffen, um zumindest Teile des oben beschriebenen Problems zu lösen, und kann in nachfolgenden Aspekten realisiert werden.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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- (1) Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung wird ein an einem Fahrzeug angebrachtes Bremskraftsteuersystem vorgeschlagen, das einen Antriebsmotor, der ein Rad antreibt, eine Reibungsbremse, die das Rad bremst, ein Bremspedal und ein Gaspedal enthält. Das Bremskraftsteuersystem kann einen Berechner einer ersten benötigten Bremskraft enthalten, der auf Basis einer Bremsposition des Bremspedals sowohl eine erste benötigte Reibungsbremskraft, die der Reibungsbremse zugeordnet ist, als auch eine erste benötigte Regenerativbremskraft, die der Regenerativsteuerung des Antriebsmotor zugeordnet ist, berechnet; einen Berechner einer zweiten benötigten Bremskraft, der auf Basis einer Gasposition bzw. Beschleunigerposition des Gaspedal sowohl eine zweite benötigte Reibungsbremskraft, die der Reibungsbremse zugeordnet ist, als auch eine zweite benötigte Regenerativbremskraft, die der Regenerativsteuerung zugeordnet ist, berechnet; einen Gesamt-Regenerativbremskraft-Berechnungs-/Ausführungsabschnitt, der auf Basis der ersten benötigten Regenerativbremskraft und der zweiten benötigten Regenerativbremskraft eine Gesamt-Regenerativbremskraft berechnet, und der die Regenerativsteuerung auf Basis der Gesamt-Regenerativbremskraft durchführt; und einen Gesamt-Reibungsbremskraft-Berechnungs-/Ausführungsabschnitt, der auf Basis der ersten benötigten Reibungsbremskraft und der zweiten benötigten Reibungsbremskraft eine Gesamt-Reibungsbremskraft berechnet und der die Reibungsbremse auf Basis der Gesamt-Reibungsbremskraft steuert. In dem Bremskraftsteuersystem dieser Konfiguration werden die Bremskraftanforderung an den hydraulischen Druck und die Bremskraftanforderung an die Rekuperation bzw. Regeneration aus der Bremsposition und der Gasposition berechnet, wobei diese derart berechnet werden, dass sie miteinander in Verbindung stehen, mit dem Ergebnis, dass es möglich ist, die Steuerung auf Basis der optimalen hydraulischen Gesamt-Bremskraft und der Gesamt-Regenerativbremskraft durchzuführen. Daher ist es möglich, eine Bremskraftsteuerung durchzuführen, bei der das Gaspedal und das Bremspedal koordiniert werden, wodurch die Steuerbarkeit dieser hervorragend wird.
- (2) In dem Bremskraftsteuersystem des obigen Aspekts kann der Gesamt-Reibungsbremskraft-Berechnungs-/Ausführungsabschnitt die erste benötigte Reibungsbremskraft, die auf Basis der Bremsposition des Bremspedals berechnet wird, unter Verwendung einer ersten Ausführungsregenerativbremskraft, die auf Basis der ersten benötigten Regenerativbremskraft bestimmt wird, aktualisieren und berechnet die Gesamt-Reibungsbremskraft unter Verwendung der aktualisierten ersten benötigten Reibungsbremskraft. Mit diesem Bremskraftsteuersystem ist es möglich, auf einfache Weise eine Steuerung mit einer auf die Regenerativbremse gelegten Priorität durchzuführen.
- (3) Gemäß eines anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Bremskraftsteuerverfahren für ein Fahrzeug vorgeschlagen, das einen Antriebsmotor, der ein Rad antreibst, eine Reibungsbremse, die das Rad bremst, ein Bremspedal und ein Gaspedal enthält. Das Bremskraftsteuerverfahren kann enthalten: einen Schritt zum Berechnen sowohl einer ersten benötigten Reibungsbremskraft, die der Reibungsbremse zugeordnet ist, als auch einer ersten benötigten Regenerativbremskraft, die der Regenerativsteuerung des Antriebsmotors zugeordnet ist, auf Basis einer Bremsposition des Bremspedals; einen Schritt zum Berechnen sowohl einer zweiten benötigten Reibungsbremskraft, die der Reibungsbremse zugeordnet ist, und einer zweiten benötigten Regenerativbremskraft, die der Regenerativsteuerung zugeordnet ist, auf Basis einer Gasposition des Gaspedals; einen Schritt zum Berechnen einer Gesamt-Regenerativbremskraft auf Basis der ersten benötigten Regenerativbremskraft und der zweiten benötigten Regenerativbremskraft und Durchführen der Regenerativsteuerung auf Basis der Gesamt-Regenerativbremskraft. In dem Bremskraftsteuerverfahren dieser Konfiguration ist es, wie in dem Bremskraftsteuersystem des obigen Aspekts, möglich, eine Bremskraftsteuerung durchzuführen, bei der das Gaspedal und das Bremspedal koordiniert werden, wodurch die Steuerbarkeit dieser hervorragend wird.
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Die vorliegende Erfindung kann auch in anderen verschiedenen Aspekten als dem Bremskraftsteuersystem und dem Bremskraftsteuerverfahren realisiert werden. Es ist möglich, die vorliegende Erfindung in Aspekten, wie beispielsweise Computerprogrammen zum Realisieren der Funktionen, die dem Fahrzeug mit dem Bremskraftsteuersystem und den Schritten des Bremskraftsteuerverfahrens entsprechen, und einem Speichermedium, in dem die Computerprogramme gespeichert werden, zu realisieren.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein veranschaulichendes Diagramm, das eine schematische Konfiguration eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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2 ist ein Steuerblockschaubild, zum Darstellen einer Hydraulikbremsen-ECU und einer Regenerativbremsen-ECU.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird anschließend beschrieben.
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DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM
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A. Gesamtkonfiguration:
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1 ist ein veranschaulichendes Diagramm, das eine schematische Konfiguration eines Fahrzeugs 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Fahrzeug 10 ist ein vierrädriges Fahrzeug mit einem linken und einem rechten Vorderrad 20FL und 20FR und einem linken und einem rechten Hinterrad 20RL und 20RR und enthält einen Brennstoffzellenstapel 30, eine Batterie 40, die als eine Sekundärzelle fungiert, einen Inverter bzw. Wechselrichter 70, einen Antriebsmotor 80 und eine Steuervorrichtung 100.
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Das Fahrzeug 10 ist ein so genanntes FF-Fahrzeug, in dem die Antriebskraft des Antriebsmotors 80 über eine Antriebswelle 82, ein Differentialgetriebe 84 und eine Achse 86 auf die Vorderräder 20FL und 20FR übertragen wird, die als Antriebsräder fungieren. Es sei angemerkt, dass anstelle eines FF-Fahrzeugs das Fahrzeug 10 ein FR-Fahrzeug sein kann, bei dem die Antriebskraft des Antriebsmotors 80 zu den Hinterrädern 20RL und 20RR übertragen wird, oder ein 4WD-Fahrzeug sein kann, bei dem die Antriebskraft des Antriebsmotors 80 auf sowohl die Vorderräder 20FL und 20FR als auch die Hinterräder 20RL und 20RR übertragen wird.
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An jedem der Vorderräder 20FL und 20FR und der Hinterräder 20RL und 20RR ist eine Hydraulikbremse 90 angeordnet. Die Hydraulikbremse 90 ist eine hydraulisch betriebene Scheibenbremse. Die Hydraulikbremse 90 wird durch die Steuervorrichtung 100 betrieben, um eine Bremskraft des Fahrzeugs 10 zu erreichen bzw. zu erzielen. Die Hydraulikbremse 90 entspricht einer „Reibungsbremse” in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
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Der Brennstoffzellenstapel 30 ist eine Einheit, die Leistung bzw. Strom durch eine elektrochemische Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff generiert, und ist durch Stapeln einer Mehrzahl von Einheitszellen in Schichten gebildet. Die Einheitszelle ist mit einer Anode, einer Kathode, einem Elektrolyten, einem Separator und ähnlichem gebildet. Obwohl verschiedene Arten als Brennstoffzellenstapel 30 verwendet werden können, wird in der vorliegenden Ausführungsform angenommen, dass ein Festelektrolyt-Typ verwendet wird.
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Der Antriebsmotor 80 ist mit der Ausgabe des Brennstoffzellenstapels 30 über den Inverter 70 verbunden. Die Batterie 40 ist auch mit dem Ausgang des Brennstoffzellenstapels 30 verbunden. Wenn beispielsweise eine hohe Leistung zu dem Zeitpunkt des Starts oder einer Beschleunigung des Fahrzeugs 10 benötigt wird, ist es möglich, einer solchen Anforderung genüge zu leisten, indem Leistung nicht nur von dem Brennstoffzellenstapel 30 sondern auch von der Batterie 40 empfangen wird, um sie dem Antriebsmotor 80 zuzuführen. Die Batterie 40 ist beispielsweise eine Nickel-Metallhybrid-Batterie oder eine Lithium-Ionen-Batterie. Die Batterie 40 ist über einen nicht dargestellten DC/DC-Wandler (Gleichstromwandler) mit dem Ausgang des Brennstoffzellenstapels 30 verbunden.
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Der Inverter 70 wandelt einen DC-Strom (Gleichstrom), der von dem Brennstoffzellenstapel 30 oder der Batterie 40 zugeführt wird, in einen AC-Strom (Wechselstrom) um und führt diesen dem Antriebsmotor 80 zu, um den Antriebsmotor 80 anzutreiben. Wenn das Fahrzeug 10 abgebremst bzw. verzögert wird oder einen Hang hinunterführt, wird der Antriebsmotor 80 als Generator betrieben, um Leistung zu generieren, und ein Regenerativbremsen bzw. Rekuperationsbremsen wird durchgeführt, um eine Bremskraft zu erzielen. Das Regenerativbremsen entspricht einem Maschinenbremsen bzw. Motorbremsen in einem Fahrzeug, das eine Maschine hat, und in der folgenden Beschreibung zeigt „EB” eine Bremskraft an, die einem Maschinenbremsen entspricht. Das Regenerativbremsen entspricht einer „Regenerativbremse” in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
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Die Regenerativleistung bzw. Regenerativstrom, die/der durch das Regenerativbremsen generiert wird, kann in der Batterie 40 über den Inverter 70 gespeichert werden. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Differenz, die durch ein Abziehen der Leistung bzw. des Stroms, die die Batterie 40 laden kann, von der Regenerativleistung des Antriebsmotors 80 eine Überschussleistung bzw. ein Überschussstrom, und die Überschussleistung wird durch eine nicht dargestellte Hilfsvorrichtung verbraucht.
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Die Steuervorrichtung 100 steuert Ventile, Pumpen und ähnliches, die in einem Strömungsleitungszufuhr/auslasssystem enthalten sind, das an dem Brennstoffzellenstapel 30 angebracht ist, um den Betrieb (wie beispielsweise den Betrag der generierten Leistung) des Brennstoffzellenstapels 30 zu steuern. Die Steuervorrichtung 100 steuert den Inverter 70, um die Antriebskraft des Fahrzeugs 10 zu steuern. Außerdem steuert die Steuervorrichtung 100 die Hydraulikbremse 90 und den Inverter 70, um die Bremskraft des Fahrzeugs 10 zu steuern. Um diese Arten der Steuerung durchzuführen werden verschiedene Signale in die Steuervorrichtung 100 eingegeben. Diese Signale enthalten beispielsweise Ausgabesignale von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 120, der die Geschwindigkeit (Fahrzeuggeschwindigkeit) V des Fahrzeugs 10 erfasst, einen Bremspositionssensor 131, der den Betätigungsbetrag (nachfolgend als eine „Bremsposition” bezeichnet) β eines Bremspedals 130 erfasst, und einen Gaspositionssensor 141, der den Betätigungsbetrag (nachfolgend als eine „Gasposition” bezeichnet) α eines Gaspedals 140 erfasst. Das Bremspedal 130 und das Gaspedal 140 werden durch einen Fahrer betätigt.
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Insbesondere enthält die Steuervorrichtung 100 eine Hydraulikbremsen-ECU 200 und eine Regenerativbremsen-ECU 300. Jede der ECUS 200, 300 ist ein Mikrocomputer, der eine CPU, einen RAM und einen ROM enthält, und diese können in beide Richtungen kommunizieren.
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Die Hydraulikbremsen-ECU 200 empfängt die Bremsposition β von dem Bremspositionssensor 131. Die Hydraulikbremsen-ECU 200 berechnet auf Basis der empfangenen Bremsposition β und einer vorgegebenen Information, die von der Regenerativbremsen-ECU 300 erhalten wurde, eine Gesamt-Bremskraft (nachfolgend als eine „Gesamt-Hydraulikbremskraft” bezeichnet), die der Hydraulikbremse zugeordnet ist. Die Hydraulikbremsen-ECU 200 steuert die Hydraulikbremse 90 auf Basis der Gesamt-Hydraulikbremskraft, um die Bremskraft des Fahrzeugs 10 zu steuern, die durch die Hydraulikbremse 90 erzeugt wird.
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Die Regenerativbremsen-ECU 300 empfängt die Gasposition α von dem Gaspositionssensor 141 und empfängt die Fahrzeuggeschwindigkeit V von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 120. Die Regenerativbremsen-ECU 300 berechnet auf Basis der Gasposition α und der Fahrzeuggeschwindigkeit V, welche empfangen werden, und der vorgegebenen Information, die von der Hydraulikbremsen-ECU 200 erhalten wurde, eine Gesamt-Bremskraft (nachfolgend als eine „Gesamt-Regenerativbremskraft” bezeichnet), die der Regenerativbremse zugeordnet ist. Die Regenerativbremsen-ECU 300 steuert den Inverter 70 auf Basis der Gesamt-Regenerativbremskraft, um die Bremskraft des Fahrzeugs 10 zu steuern, die durch die Regenerativsteuerung erzeugt wird. Die Hydraulikbremsen-ECU 200 und die Regenerativbremsen-ECU 300 werden betätigt, wenn das Fahrzeug 10 fährt.
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B. Konfiguration der Bremsen-ECUs
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2 ist ein Steuerblockschaubild zum Darstellen der Hydraulikbremsen-ECU 200 und der Regenerativbremsen-ECU 300. Die in der Zeichnung dargestellten Bestandteile zeigen Funktionen an, die durch die ECUs 200 und 300 realisiert werden. In den ECUs 200 und 300 werden vordefinierte Programme, die in dem ROM gespeichert sind, von der CPU ausgeführt, um die Funktionen zu realisieren.
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Die Hydraulikbremsen-ECU 200 wird zuerst beschrieben. Die Hydraulikbremsen-ECU 200 enthält, als funktionale Bestandteile, einen Berechnungsabschnitt einer Gesamt-Soll-Bremskraft der Hydraulikbremse 210 (nachfolgend als ein „HB-TTBF-Berechnungsabschnitt 210” bezeichnet), einen Zuordnungsabschnitt einer Regenerativ-Koordinations-Bremskraft 220 (nachfolgend als ein „RCBF-Zuordnungsabschnitt 220” bezeichnet), einen Übertragungsabschnitt einer benötigten Bremskraft der Regenerativbremse 230 (nachfolgend als ein „RB-RBF-Übertragungsabschnitt 230” bezeichnet), einen Aufnahmeabschnitt einer Ausführungsbremskraft der Regenerativbremse 240 (nachfolgend als ein „RB-EBF-Aufnahmeabschnitt 240” bezeichnet), einen Differenzbildungsabschnitt 250, einen Aufnahmeabschnitt einer benötigten Bremskraft der Hydraulikmaschinenbremse 260 (nachfolgend als ein „HEB-RBF-Aufnahmeabschnitt 260” bezeichnet), einen Bremskraftbegrenzungsabschnitt 270, einen Additionsabschnitt 280, einen Ausführungsabschnitt einer Gesamt-Hydraulikbremskraft 290 (nachfolgend als ein „HTBF-Ausführungsabschnitt 290” bezeichnet) und einen Übertragungsabschnitt einer Ausführungsbremskraft einer Hydraulikmaschinenbremse 295 (nachfolgend als ein „HEB-EBF-Übertragungsabschnitt 295” bezeichnet).
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Der HB-TTBF-Berechnungsabschnitt 210 berechnet auf Basis der Bremsposition β die von der Bremspositionssensor 131 erfasst wird, eine Soll-Bremskraft, die der Hydraulikbremse 90 zugeordnet wird. Die berechnete Bremskraft wird als eine Soll-Gesamt-Bremskraft der Hydraulikbremse tOB bezeichnet (nachfolgend als eine „HB-Soll-Gesamt-Bremskraft tOB” bezeichnet).
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Der RCBF-Zuordnungsabschnitt 220 ordnet die HB-Soll-Gesamt-Bremskraft tOB, die durch den HB-TTBF-Berechnungsabschnitt 210 ermittelt wird, einer benötigten Bremskraft der Hydraulikbremse und einer benötigten Bremskraft der Regenerativbremse zu. In der vorliegenden Beschreibung bedeutet die „Regenerativkoordination”, dass die Hydraulikbremse und die Regenerativbremse addiert werden. Insbesondere ordnet der RCBF-Zuordnungsabschnitt 220 die HB-Soll-Gesamt-Bremskraft tOB der benötigten Bremskraft der Hydraulikbremse und der benötigten Bremskraft der Regenerativbremse zu. Als das Zuordnungsverfahren kann beispielsweise das folgende Verfahren verwendet werden. Insbesondere wird eine Obere-Grenz-Bremskraft der Regenerativbremse RB1t (nachfolgend als eine „RB-Obere-Grenz-Bremskraft RB1t” bezeichnet) von einer weiteren nicht dargestellten ECU empfangen. Wenn die HB-Soll-Gesamt-Bremskraft tOB gleich oder geringer der RB-Obere-Grenz-Bremskraft RB1t ist, gleicht die benötigte Bremskraft der Regenerativbremse die HB-Soll-Gesamt-Bremskraft tOB aus. Wenn die HB-Soll-Gesamt-Bremskraft tOB die RB-Obere-Grenz-Bremskraft RB1t übersteigt, wird eine Differenz, die erzielt wird, wenn die HB-Soll-Gesamt-Bremskraft tOB die RB-Obere-Grenz-Bremskraft RB1t übersteigt, als die benötigte Bremskraft der Hydraulikbremse angenommen. Die RB-Obere-Grenz-Bremskraft RB1t ist ein Wert, der auf Basis des Zustands der Batterie 40, wie beispielsweise dem SOC (Ladezustand) und der Temperatur des Antriebsmotors 80 ermittelt wird, und wird von einer anderen ECU übertragen. Wenn der SOC beispielsweise hoch ist oder wenn die Temperatur des Antriebsmotors 80 gering ist, ist die RB-Obere-Grenz-Bremskraft RB1t ein hoher Wert.
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Obwohl das oben beschriebene Zuordnungsverfahren die bevorzugte Zuordnung der benötigten Bremskraft der Regenerativbremse ist, ist das Zuordnungsverfahren nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt. Das Zuordnungsverfahren kann zu verschiedenen Verfahren geändert werden, wie beispielsweise einem Verfahren, bei dem zuerst die Zuordnung der benötigten Bremskraft der Regenerativbremse auf null oder auf einen kleinen Betrag eingestellt wird, und allmählich der Anteil der benötigten Bremskraft der Regenerativbremse erhöht wird, sobald die HB-Soll-Gesamt-Bremskraft tOB erhöht wird.
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Die benötigte Bremskraft der Regenerativbremse RB1 (nachfolgend als eine „benötigte RB-Bremskraft” bezeichnet), die durch den RCBF-Zuordnungsabschnitt 220 ermittelt wird, wird über den RB-RBF-Übertragungsabschnitt 230 zu der Regenerativbremsen-ECU 300 übertragen, welche die ECU auf der anderen Seite ist. Die benötigte RB-Bremskraft RB1 entspricht einem untergeordneten Begriff einer „ersten benötigten Regenerativbremskraft” in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Es sei angemerkt, dass in der vorliegenden Ausführungsform die benötigte Bremskraft der Hydraulikbremse, die durch den RCBF-Zuordnungsabschnitt 220 ermittelt wird, nicht besonders verwendet wird.
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Der RB-EBF-Aufnahmeabschnitt 240 führt einen Prozess zum Empfangen einer Ausführungsbremskraft der Regenerativbremse RB3 durch (nachfolgend als eine „RB-Ausführungsbremskraft RB3” bezeichnet), die von einem Übertragungsabschnitt einer Ausführungsbremskraft der Regenerativbremse 395 übertragen wird, welcher später beschrieben wird und in der Regenerativbremsen-ECU 300 enthalten ist. Die RB-Ausführungsbremskraft RB3 ist eine Bremskraft, die durch eine Regenerativbremse verursacht wird, die an der Seite der Regenerativbremsen-ECU 300 unmittelbar davor ausgeführt wird. Die RB-Ausführungsbremskraft RB3 entspricht einem untergeordneten Konzept einer „ersten Ausführungsregenerativbremskraft” in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
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Die HB-Soll-Gesamt-Bremskraft tOB, die durch den HB-TTBF-Berechnungsabschnitt 210 ermittelt wird, wird auch zu dem Differenzbildungsabschnitt 250 übertragen. Der Differenzbildungsabschnitt 250 aktualisiert die HB-Soll-Gesamt-Bremskraft tOB, indem von der HB-Soll-Gesamt-Bremskraft tOB die RB-Ausführungsbremskraft RB3 abgezogen wird, die von dem RB-EBF-Aufnahmeabschnitt 240 empfangen wird. Die aktualisierte HB-Soll-Gesamt-Bremskraft tOB entspricht einer benötigten Bremskraft der Hydraulikbremse OB1 (nachfolgend als eine „benötigte HB-Bremskraft OB1” bezeichnet), die auf Basis der Bremsposition β ermittelt wird. Die HB-Soll-Gesamt-Bremskraft tOB entspricht einem untergeordneten Konzept einer „ersten benötigten Reibungsbremskraft” in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
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Der HEB-RBF-Aufnahmeabschnitt 260 führt einen Prozess zum Aufnehmen einer benötigten Bremskraft der Hydraulikmaschinenbremse OB2 durch (nachfolgend als eine „benötigte HEB-Bremskraft OB2” bezeichnet), die von einem Übertragungsabschnitt einer benötigten Bremskraft der Hydraulikmaschinenbremse 330 übertragen wird, der in der Regenerativbremsen-ECU 300 enthalten ist. Die benötigte HEB-Bremskraft OB2 ist eine Bremskraft, die auf der Seite der Regenerativbremsen-ECU 300 als eine Hydraulikmaschinenbremse bzw. hydraulische Maschinenbremse unmittelbar zuvor benötigt wird.
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Der Bremskraftbegrenzungsabschnitt 270 beschränkt die benötigte HEB-Bremskraft OB2, die von dem HEB-RBF-Aufnahmeabschnitt 260 empfangen wird, mit einer Oberen-Grenz-Bremskraft der Hydraulikmaschinenbremse OB1t (nachfolgend als eine „HEB-Obere-Grenz-Bremskraft OB1t” bezeichnet), die von einer weiteren nicht dargestellten ECU empfangen wird. Insbesondere wenn die benötigte HEB-Bremskraft OB2 die HEB-Obere-Grenz-Bremskraft OB1t übersteigt, wird die benötigte HEB-Bremskraft OB2 der HEB-Oberen-Grenz-Bremskraft OB1t angeglichen. Die benötigte Bremskraft der Hydraulikmaschinenbremse nach dieser Beschränkung wird als eine Ausführungsbremskraft einer Hydraulikmaschinenbremse OB3 bezeichnet (nachfolgend als eine „HEB-Ausführungsbremskraft OB3” bezeichnet). Die HEB-Obere-Grenz-Bremskraft OB1t wird auch in einem Zuordnungsabschnitt einer benötigten Bremskraft der Maschinenbremse 320 verwendet, der in der Regenerativbremsen-ECU 300 enthalten ist, wobei die HEB-Obere-Grenz-Bremskraft OB1t wird später beschrieben.
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Der Additionsabschnitt 280 addiert die benötigte HB-Bremskraft OB1, die von der Seite des Differenzbildungsabschnitts 250 übertragen wird, und die HEB-Ausführungsbremskraft OB3, die von der Seite des Bremskraftbeschränkungsabschnitts 270 übertragen wird, und bestimmt dadurch eine Gesamt-Hydraulikbremskraft OB.
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Der HTBF-Ausführungsabschnitt 290 steuert die Hydraulikbremse 90 auf Basis der Gesamt-Hydraulikbremskraft OB, die durch den Additionsabschnitt 280 ermittelt wird, um die Bremskraft des Fahrzeugs 10 zu steuern, die von der Hydraulikbremse 90 erzeugt wird.
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Die benötigte HEB-Bremskraft OB2, die von dem Bremskraftbeschränkungsabschnitt 270 ausgegeben wird, wird auch zu dem HEB-EBF-Übertragungsabschnitt 295 übertragen, und wird von dem HEB-EBF-Übertragungsabschnitt 295 zu der Regenerativbremsen-ECU 300 übertragen
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Die Regenerativbremsen-ECU 300 wird nachfolgend beschrieben. Die Konfiguration der Regenerativbremsen-ECU 300 ist eine Konfiguration, die durch die Konfiguration der Hydraulikbremsen-ECU 200 gespiegelt wird. Es sei angemerkt, dass in der Regenerativbremsen-ECU 300 die „Regenerativbremse” in der Konfiguration der Hydraulikbremsen-ECU 200 durch die „Hydraulikmaschinenbremse” ersetzt werden kann, und die dortige „Hydraulikmaschinenbremse” durch die „Regenerativbremse” ersetzt werden kann. Insbesondere enthält die Regenerativbremsen-ECU 300 als funktionale Bestandteile einen Antriebskraft/Bremskraft-Anforderungsabschnitt 302 (nachfolgend als einen „DF/BF-Anforderungsabschnitt 302” bezeichnet), einen Bremskraftidentifikationsabschnitt 304, einen Berechnungsabschnitt einer Gesamt-Soll-Bremskraft der Maschinenbremse 310 (nachfolgend als einen „EB-TTBF-Berechnungsabschnitt 310” bezeichnet), einen Zuordnungsabschnitt einer benötigten Bremskraft der Maschinenbremse 320 (nachfolgend als ein „EB-RBF-Zuordnungsabschnitt 320” bezeichnet), einen Übertragungsabschnitt einer benötigten Bremskraft der Hydraulikmaschinenbremse 330 (nachfolgend als einen „HEB-RBF-Übertragungsabschnitt 330” bezeichnet), einen Aufnahmeabschnitt einer Ausführungsbremskraft der Hydraulikmaschinenbremse 340 (nachfolgend als einen „HEB-EBF-Aufnahmeabschnitt 340” bezeichnet), einen Differenzbildungsabschnitt 350, einen Aufnahmeabschnitt einer benötigten Bremskraft der Regenerativbremse 360 (nachfolgend als einen „RB-RBF-Aufnahmeabschnitt 360” bezeichnet), einen Bremskraftbeschränkungsabschnitt 370, einen Additionsabschnitt 380, einen Ausführungsabschnitt einer Gesamt-Regenerativbremskraft 390 (nachfolgend als ein „RTBF-Ausführungsabschnitt 390” bezeichnet) und einen Übertragungsabschnitt einer Ausführungsbremskraft der Regenerativbremse 395 (nachfolgend als ein „RB-EBF-Übertragungsabschnitt 395” bezeichnet).
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Der DF/BF-Anforderungsabschnitt 302 berechnet auf Basis der Gasposition α, die von dem Gaspositionssensor 141 empfangen wird, und der Fahrzeuggeschwindigkeit V, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 120 empfangen wird, eine Antriebskraft und eine Bremskraft, die für das Fahrzeug 10 benötigt werden. Dann identifiziert der Bremskraftidentifikationsabschnitt 304 die Bremskraft aus der Ausgabe des DF/BF-Anforderungsabschnitts 302 und gibt den Wert der identifizierten Bremskraft aus.
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Der EB-TTBF-Berechnungsabschnitt 310 berechnet auf Basis der von dem DF/BF-Anforderungsabschnitt 302 eingegeben Bremskraft eine Soll-Bremskraft, die der Regenerativbremse zugeordnet wird. Die hier berechnete Bremskraft wird als eine Gesamt-Soll-Bremskraft der Maschinenbremse tRB bezeichnet (eine EB-Gesamt-Soll-Bremskraft tRB). Um die „Regenerativbremse” an der Seite der Hydraulikbremsen-ECU 200 zu unterscheiden, wird die berechnete Bremskraft als die Gesamt-Soll-Bremskraft der Maschinenbremse tRB unter Verwendung der „Maschinenbremse” bezeichnet.
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Der EB-RBF-Zuordnungsabschnitt 320 ordnet die EB-Gesamt-Soll-Bremskraft tRB, die von dem EB-TTBF-Berechnungsabschnitt 310 ermittelt wird, der Anforderungsbremskraft der Regenerativbremse und der benötigte Bremskraft der Hydraulikmaschinenbremse zu. Als das Zuordnungsverfahren kann beispielsweise das nachfolgende Verfahren verwendet werden. Insbesondere wird die EB-Gesamt-Soll-Bremskraft tRB von einer weiteren nicht dargestellten ECU empfangen. Wenn die EB-Gesamt-Soll-Bremskraft tRB gleich oder niedriger als die HEB-Obere-Grenz-Bremskraft OB1t ist, kompensiert die benötigte Bremskraft der Regenerativbremse die EB-Gesamt-Soll-Bremskraft tRB zu 100%. Wenn die EB-Gesamt-Soll-Bremskraft tRB die HEB-Obere-Grenz-Bremskraft OB1t übersteigt, wird eine Differenz, die erzielt wird, wenn die EB-Gesamt-Soll-Bremskraft tRB die HEB-Obere-Grenz-Bremskraft OB1t übersteigt, als die benötigte Bremskraft der Hydraulikmaschinenbremse angenommen. Die HEB-Obere-Grenz-Bremskraft OB1t ist ein Wert, der auf Basis der Temperatur einer Bremsschreibe, die in der Hydraulikbremse 90 enthalten ist, ermittelt wird, und wird von einer anderen ECU übertragen. Wenn die Temperatur der Bremsscheibe hoch ist, wird da eine verfügbare Kraft, die als die Hydraulikbremse fungiert, gering ist, die HEB-Obere-Grenz-Bremskraft OB1t auf einen kleinen Wert eingestellt.
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Obwohl das oben beschriebene Zuordnungsverfahren die bevorzugte Zuordnung der benötigten Bremskraft der Regenerativbremse ist, ist das Zuordnungsverfahren nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt. Das Zuordnungsverfahren kann zu verschiedenen Verfahren geändert werden, wie beispielsweise einem Verfahren, bei dem zuerst die Zuordnung der benötigten Bremskraft der Hydraulikmaschinenbremse auf null oder einen geringen Betrag eingestellt wird und allmählich der Anteil der benötigten Bremskraft der Hydraulikmaschinenbremse erhöht wird, sobald die EB-Gesamt-Soll-Bremskraft tRB erhöht wird.
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Die benötigte HEB-Bremskraft OB2, die durch den EB-RBF-Zuordnungsabschnitt 320 ermittelt wird, wird durch den HEB-RBF-Übertragungsabschnitt 330 an die Hydraulikbremsen-ECU 200 übertragen, die die ECU an der anderen Seite ist. Die benötigte HEB-Bremskraft OB2 entspricht einem untergeordneten Konzept einer „zweiten benötigten Reibungsbremskraft” in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
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Der HEB-EBF-Aufnahmeabschnitt 340 führt einen Prozess durch, um die HEB-Ausführungsbremskraft OB3 aufzunehmen, die von dem HEB-EBF-Übertragungsabschnitt 295 der Hydraulikbremsen-ECU 200 übertragen wird. Die HEB-Ausführungsbremskraft OB3 ist eine Bremskraft, die durch die Hydraulikbremse, die auf der Seite der Hydraulikbremsen-ECU 200 unmittelbar zuvor ausgeführt wird, verursacht wird.
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Die EB-Gesamt-Soll-Bremskraft tRB, die von dem EB-TTBF-Berechnungsabschnitt 310 bestimmt wird, wird auch zu dem Differenzbildungsabschnitt 350 übertragen. Der Differenzbildungsabschnitt 350 aktualisiert die EB-Gesamt-Soll-Bremskraft tRB durch Abziehen der HEB-Ausführungsbremskraft OB3, die von dem HEB-EBF-Aufnahmeabschnitt 340 aufgenommen wird, von der EB-Gesamt-Soll-Bremskraft tRB. Die aktualisierte EB-Gesamt-Soll-Bremskraft tRB entspricht einer benötigten Bremskraft der Regenerativmaschinenbremse RB2 (nachfolgend als „benötigte REB-Bremskraft RB2” bezeichnet), die auf Basis der Gasposition α und der Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt wird. Die EB-Gesamt-Soll-Bremskraft tRB entspricht einem untergeordnetem Konzept einer „zweiten benötigten Regenerativbremskraft” in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
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Der RB-RBF-Aufnahmeabschnitt 360 führt einen Prozess durch, um die benötigte RB-Bremskraft RB1, die von dem RB-RBF-Übertragungsabschnitt 230 übertragen wird, von der Hydraulikbremsen-ECU 200 zu empfangen. Die benötigte RB-Bremskraft RB1 ist eine Bremskraft, die als eine Regenerativbremse auf der Seite der Hydraulikbremsen-ECU 200 unmittelbar zuvor benötigt wird.
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Der Bremskraftbeschränkungsabschnitt 370 beschränkt die benötigte RB-Bremskraft RB1, die von dem RB-RBF-Aufnahmeabschnitt 360 empfangen wird, mit der RB-Obere-Grenz-Bremskraft RB1t, die von einer weiteren nicht dargestellten ECU empfangen wird. Insbesondere wird, wenn die benötigte RB-Bremskraft RB1 die RB-Obere-Grenz-Bremskraft RB1t übersteigt, die benötigte RB-Bremskraft RB1 der RB-Oberen-Grenz-Bremskraft RB1t angeglichen. Die benötigte Bremskraft der Regenerativbremse nach dieser Beschränkung wird als die Ausführungsbremskraft der Regenerativbremse RB3 bezeichnet (nachfolgend als eine „RB-Ausführungsbremskraft RB3” bezeichnet). Die RB-Obere-Grenz-Bremskraft RB1t ist die gleiche wie die Obere-Grenz-Bremskraft der Regenerativbremse, die in dem RCBF-Zuordnungsabschnitt 220 der Regenerativbremsen-ECU 300 verwendet wird.
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Der Additionsabschnitt 380 addiert die benötigte REB-Bremskraft RB2, die von der Seite des Differenzbildungsabschnitts 350 übertragen wird, und die RB-Ausführungsbremskraft RB3, die von der Seite des Bremskraftbeschränkungsabschnitts 370 übertragen wird, wodurch er die Gesamt-Regenerativbremskraft RB ermittelt bzw. bestimmt.
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Der RTBF-Ausführungsabschnitt 390 steuert den Inverter 70 auf Basis der Gesamt-Regenerativbremskraft RB, die durch den Additionsabschnitt 380 bestimmt wird, um die Bremskraft des Fahrzeugs 10 zu steuern, die durch die Regenerativsteuerung erzeugt wird.
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Die RB-Ausführungsbremskraft RB3, die von dem Bremskraftbeschränkungsabschnitt 370 ausgegeben wird, wird auch zu dem RB-EBF-Übertragungsabschnitt 395 übertragen, und wird von dem RB-EBF-Übertragungsabschnitt 395 zu der Hydraulikbremsen-ECU 200 übertragen.
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C. Effekte der Ausführungsform
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In dem Fahrzeug 10 der wie oben beschrieben konfigurierten ersten Ausführungsform werden die benötigte HB-Bremskraft OB1 und die benötigte RB-Bremskraft RB1 auf Basis der Bremsposition β berechnet, die benötigte HEB-Bremskraft OB2 und die benötigte REB-Bremskraft RB2 werden auf Basis der Gasposition α berechnet, wobei diese derart berechnet werden, dass sie mit einander in Verbindung stehen, mit dem Ergebnis, dass es möglich ist, eine Steuerung auf Basis der optimalen Gesamt-Hydraulikbremskraft OB und der Gesamt-Regenerativbremskraft RB durchzuführen. Daher ist es möglich, die Bremskraftsteuerung, bei der das Gaspedal 140 und das Bremspedal 130 koordiniert werden, durchzuführen, wodurch deren Steuerbarkeit ausgezeichnet ist.
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Das Fahrzeug 10 kann mit verschiedenen Fahrbetrieben auskommen, die einen Fall enthalten, bei dem das Gaspedal 140 und das Bremspedal 130 mit dem linken und rechten Fuß betrieben werden. In einem Fall beispielsweise, bei dem das Gaspedal 140 in einem Zustand zurückgenommen bzw. gelöst wurde, bei dem das Bremspedal 130 nur mit einem gegeben Betrag getreten wird, ist es möglich, dass das System derart eingestellt wird, dass (i) für einen Regenerativbedarf auf Basis der Gasposition α, das System ein Bremsen mit einer auf die Regenerativbremse gelegten Priorität durchführt und (ii) für einen Hydraulikbedarf auf Basis der Bremsposition β, das System einen konstanten Zustand der Hydraulikbremse beibehält. In einem Fall beispielsweise, in dem das Bremspedal 130 in einem Zustand getreten wird, in dem das Gaspedal 140 zurückgenommen ist, ist es durch den Hydraulikbedarf auf Basis der Bremsposition β möglich, das System derart einzustellen, dass das Bremsen mit einer auf die Regenerativbremse gelegten Priorität durchgeführt wird. Daher ist die Steuerbarkeit der Bremssteuerung ausgezeichnet.
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Die Steuervorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform entspricht einem „Bremskraftsteuersystem” in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Der HB-TTBF-Berechnungsabschnitt 210 und der RCBF-Zuordnungsabschnitt 220 entsprechen einem „Berechner einer ersten benötigten Bremskraft”. Der EB-TTBF-Berechnungsabschnitt 310 und der EB-RBF-Zuordnungsabschnitt 320 entsprechen einem „Berechner einer zweiten benötigten Bremskraft”. Der Differenzbildungsabschnitt 350, der Bremskraftbeschränkungsabschnitt 370, der Additionsabschnitt 380 und der RTBF-Ausführungsabschnitt 390 entsprechen einem „Gesamt-Regenerativbremskraft-Berechnungs-/Ausführungsabschnitt”.
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D. Varianten:
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Variante 1:
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Obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform die hydraulisch betriebene Bremse als die Reibungsbremse des Fahrzeugs verwendet wird, ist die Reibungsbremse nicht auf die hydraulisch betriebene Form beschränkt und kann durch verschieden betriebene Antriebsformen, wie beispielsweise einer pneumatisch-betriebenen, einer motorisch-betriebenen und einer elektromagnetisch-betriebenen Antriebsform ersetzt werden. Als der Mechanismus der Reibungsbremse beispielsweise kann auch ein anderer Aspekt als eine Scheibenbremse, wie beispielsweise eine Trommelbremse, verwendet werden.
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Variante 2:
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Obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform die Eingabe der Regenerativbremsen-ECU 300 sowohl die Beschleunigerposition bzw. Gasposition α als auch die Fahrzeuggeschwindigkeit V ist, kann anstelle dieses Aspektes ein Aspekt verwendet werden, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit V keine Eingabe an die Regenerativbremsen-ECU 300 ist, sondern die Gasposition α Eingabe an die Regenerativbremsen-ECU 300 ist.
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Variation 3:
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In der oben beschriebenen Ausführungsform werden die Hydraulikbremsen-ECU 200 und die Regenerativbremsen-ECU 300 konstant betrieben, wenn das Fahrzeug fährt. Wenn jedoch ein von dem Fahrer betätigter spezifischer Betriebsschalter oder Betriebshebel eingeschalten wird, kann zumindest eine der Hydraulikbremsen-ECU 200 und der Regenerativbremsen-ECU 300 betrieben werden.
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Variation 4:
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In der oben beschriebenen Ausführungsform werden die Bremskraftsteuerung der Hydraulikbremse und die Bremskraftsteuerung der Regenerativbremse durch getrennte Computer durchgeführt. Anstelle dieser Konfiguration jedoch kann eine Konfiguration verwendet werden, bei der die Bremskraftsteuerung beider Bremsen durch einen Computer ausgeführt werden kann. Mit anderen Worten kann, solange die Bremskraftsteuerung einzeln durchgeführt wird, eine solche Steuerung mit einem Computer oder einer Mehrzahl von Computer realisiert werden.
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Variation 5:
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Obwohl die oben beschriebene Ausführungsform an dem Fahrzeug verwendet wird, an dem eine Brennstoffzelle montiert ist, muss an dem Fahrzeug nicht notwendigerweise eine Brennstoffzelle angebracht sein. Solange das Fahrzeug mit einem Antriebsmotor betrieben wird, kann die Ausführungsform an weiteren Arten von Fahrzeugen, wie beispielsweise einem Elektrofahrzeug verwendet werden.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Steuervorrichtung 100, die als das Bremskraftsteuersystem fungiert, an dem Fahrzeug 10 angebracht. Das Bremskraftsteuersystem kann an verschiedenen Vorrichtungen (die beispielsweise einen selbst angetriebenen Roboter enthalten) verwendet werden, die beschleunigen und bremsen bzw. verzögern.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform wird die HB-Gesamt-Soll-Bremskraft tOB aktualisiert und auf Basis der aktualisierten HB-Gesamt-Soll-Bremskraft tOB (der benötigten HB-Bremskraft OB1) wird die Gesamt-Hydraulikbremskraft OB bestimmt. Jedoch kann die HB-Gesamt-Soll-Bremskraft tOB für die Berechnung der Gesamt-Hydraulikbremskraft OB verwendet werden, ohne aktualisiert zu werden.
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Teile der Funktionen, die in der Ausführungsform und den oben beschriebenen Variationen durch Software realisiert werden, können durch Hardware (beispielsweise eine integrierte Schaltung) realisiert werden, oder Teile der Funktionen, die durch Hardware realisiert werden, können durch Software realisiert werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsform und oben beschriebene Variationen beschränkt und kann in verschiedenen Konfigurationen realisiert werden, ohne von dem Umfang bzw. Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können die technischen Merkmale der Ausführungsform und der Variationen, die den technischen Merkmalen in den Aspekten, die in dem Abschnitt der Kurzfassung der Erfindung beschrieben sind, wie erforderlich ersetzt oder kombiniert werden, so dass ein Teil oder das gesamte vorher beschriebene Problem gelöst wird, oder ein Teil oder alle vorher beschriebenen Effekte erzielt werden. Andere Elemente als in den unabhängigen Ansprüchen beschriebene Elemente von den Bestandteilen der Ausführungsform und der oben beschrieben Variationen, sind zusätzliche Elemente und können, wenn erforderlich, weggelassen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2014-231881 [0001]
- JP 2013-99081 A [0003, 0004]
