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VERWEIS AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr.
10-2021-0043290 , eingereicht am 2. April 2021, deren Offenbarung durch Bezugnahme in ihrer Gänze hierin aufgenommen wird.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Offenbarung betrifft in einigen Ausführungsformen eine elektrische Verstärkerbremsvorrichtung und ein Steuerungsverfahren dafür.
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2. Diskussion des Standes der Technik
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Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung bereit und stellen nicht notwendigerweise den Stand der Technik dar.
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Eine elektrische Verstärkerbremsvorrichtung ist eine Einrichtung, die einen Fahrer bei der Ausübung der Bremskraft unterstützt, indem sie den Pedaleinsatz unter Verwendung eines elektromotorbasierten Verstärkers verstärkt.
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Die elektrische Verstärkerbremsvorrichtung umfasst eine elektrische Verstärkereinheit zur Verstärkung der Pedaltrittkraft des Fahrers. Die elektrische Verstärkereinheit nutzt das Drehmoment des darin untergebrachten Elektromotors, um die Kraft, mit der die Betätigungsstange die Innenseite des Hauptzylinders mit Druck beaufschlagt, zu erhöhen. Darüber hinaus ist die elektrische Verstärkereinheit dazu ausgelegt, dem Fahrer eine erforderliche Trittkraft bereitzustellen, während die Trittkraft aufgebaut wird. Konkret wird eine solche Konfiguration bereitgestellt, dass eine Reaktionsscheibe vom elektrischen Verstärker niedergedrückt wird, um eine dem Pedalhub entsprechende Trittkraft aufzubauen.
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Andererseits sind in jüngerer Zeit am Markt eingeführte Fahrzeuge zur Verbesserung der Fahrstabilität des Fahrzeugs und zur Sicherung des Fahrkomforts zunehmend mit verschiedenen Fahrerassistenzsystemen ausgestattet. Zu Fahrerassistenzsystemen gehören eine adaptive Geschwindigkeitsregelung (Adaptive Cruise Control, ACC), eine automatische Fahrzeughaltfunktion (Automatic Vehicle Hold, AHB), eine Berganfahrhilfe (Hill Assist Control, HAC), ein hydraulischer Bremsassistent (Hydraulic Brake Assist, HBA), eine autonome Notbremsung (Autonomous Emergency Braking, AEB), ein Parkassistent mit Fernbedienung (Remote Smart Parking Assist, RSPA) usw.
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Konventionell ist das vorstehend beschriebene Fahrerassistenzsystem dazu ausgelegt, unter Verwendung einer elektronischen Stabilitätskontrolle (Electronic Stability Control, ESC) zum Erzeugen des Hydraulikdrucks umgesetzt zu werden, der dann zur Regelung der Verlangsamung genutzt wird. Folglich erfordert bei einer solchen Konfiguration das exakte Einhalten des erforderlichen Bremsdrucks zum Bremsen eine ESC-Betriebseinheit von hoher Spezifikation.
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Konkret erfordert das konventionelle Fahrerassistenzsystem für eine präzise Reduktion des Hydraulikdrucks eine zusätzliche druckreduzierende Vorrichtung wie einen Akkumulator und erfordert ferner druckbeaufschlagende Vorrichtungen wie eine Pumpe und ein Hydraulikventil für die präzise Erhöhung des Hydraulikdrucks, was eine Erhöhung der Spezifikation und Kosten der ESC-Betriebseinheit verursacht. Solche konventionellen Fahrerassistenzsysteme weisen zudem das Problem auf, dass beim Betrieb der Pumpe und des Hydraulikventils Geräusche entstehen, die beim Fahrer ein Empfinden des Missbehagens verursachen.
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KURZER ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Gemäß mindestens einer Ausführungsform stellt die vorliegende Offenbarung eine elektrische Verstärkerbremsvorrichtung bereit, die eine elektrische Verstärkereinheit, eine Betriebseinheit für eine elektronische Stabilitätskontrolle (ESC) und eine Steuerungseinheit für den elektrischen Verstärker umfasst. Die elektrische Verstärkereinheit umfasst einen Motor, einen Motorkolben und einen Hauptzylinder und ist dazu ausgelegt, durch Einstellen einer Verschiebung des Motorkolbens in einer linearen Bewegung in Reaktion auf eine Drehung des Motors den Hauptzylinder, der ein Bremsfluid enthält, mit Druck zu beaufschlagen. Die ESC-Betriebseinheit umfasst einen Drucksensor zum Messen von Druck im Hauptzylinder und ist dazu ausgelegt, einen erforderlichen Bremsdruck für das Bremsen des Fahrzeugs zu berechnen. Die Steuerungseinheit für den elektrischen Verstärker ist dazu ausgelegt, beim Empfang, von der ESC-Betriebseinheit, eines den erforderlichen Bremsdruck repräsentierenden Wertes und eines den Druck im Hauptzylinder repräsentierenden Wertes die Position des Motorkolbens zu regeln.
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Hier umfasst die Steuerungseinheit für den elektrischen Verstärker eine Vorwärtsregelungseinheit, dazu ausgelegt, den Wert des erforderlichen Bremsdrucks in eine Motorkolbenverschiebung zu konvertieren bzw. umzurechnen, und eine Rückkopplungsregelungseinheit, dazu ausgelegt, eine Ausgleichsverschiebung des Motorkolbens auf Grundlage einer Differenz zwischen dem Wert des erforderlichen Bremsdrucks und dem Wert des Drucks im Hauptzylinder zu berechnen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform stellt die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Regeln einer elektrischen Verstärkerbremsvorrichtung durch eine elektrische Verstärkereinheit und eine Betriebseinheit für eine elektronische Stabilitätskontrolle (ESC), bereitgestellt in dem Fahrzeug, bereit, wobei die elektrische Verstärkereinheit dazu ausgelegt ist, einen Hauptzylinder, der ein Bremsfluid enthält, durch Einstellen einer Verschiebung eines Motorkolbens in einer linearen Bewegung in Reaktion auf eine Drehung eines Motors mit Druck zu beaufschlagen, wobei das Verfahren umfasst: Berechnen, durch die ESC-Betriebseinheit, eines für ein Bremsen des Fahrzeugs erforderlichen Bremsdrucks, und Messen, durch die ESC-Betriebseinheit, eines Drucks im Hauptzylinder, und Empfangen, durch eine Steuerungseinheit für einen elektrischen Verstärker, die eine Position des Motorkolbens steuert, eines Wertes, der den erforderlichen Bremsdruck repräsentiert, und eines Wertes, der den Druck im Hauptzylinder repräsentiert, von der ESC-Betriebseinheit, und Konvertieren bzw. Umrechnen, durch die Steuerungseinheit für den elektrischen Verstärker, des Werts des erforderlichen Bremsdrucks in eine Konvertierungsverschiebung des Motorkolbens, und Berechnen, durch die Steuerungseinheit für den elektrischen Verstärker, einer Ausgleichsverschiebung des Motorkolbens, basierend auf einer Differenz zwischen dem Wert des erforderlichen Bremsdrucks und dem Wert des Drucks im Hauptzylinder, und Regeln der Drehung des Motors durch die Steuerungseinheit für den elektrischen Verstärker, um durch Bewegen des Motorkolbens um eine Verdrängung, die durch Addieren der Ausgleichsverschiebung zur Konvertierungsverschiebung ermittelt wird, den Hauptzylinder mit Druck zu beaufschlagen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Querschnittsansicht einer hydraulikdruckausbildenden Einheit einer elektrischen Verstärkerbremsvorrichtung gemäß mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 2 ist eine grafische Darstellung der Konfiguration einer elektrischen Verstärkerbremsvorrichtung gemäß mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 3 ist eine grafische Darstellung, die erläutert, dass ein von einer elektrischen Verstärkereinheit erzeugter Bremsdruck einer Vielzahl von Radbremsen zugeführt wird.
- 4 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Regeln einer elektrischen Verstärkerbremsvorrichtung gemäß mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Dementsprechend strebt die vorliegende Erfindung zur Überwindung der vorstehend genannten Probleme an, eine elektrische Verstärkerbremsvorrichtung bereitzustellen, die dazu ausgelegt ist, einen elektrischen Verstärker bereitzustellen, um während Hydraulikbremsung einen Hydraulikdruck zu steuern und dabei zu ermöglichen, dass eine ESC-Betriebseinheit mit reduzierter Spezifikation und reduzierten Kosten genutzt wird, während Geräusche aufgrund des Hydrauliksteuerungsbetriebs reduziert wird, und ein Verfahren zum Regeln der elektrischen Verstärkerbremsvorrichtung bereitzustellen.
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Einige beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung geben gleiche Bezugszeichen bevorzugt gleiche Elemente an, obwohl die Elemente in unterschiedlichen Zeichnungen gezeigt sind. Ferner wird in der folgenden Beschreibung einiger Ausführungsformen eine ausführliche Beschreibung bekannter Funktionen und Konfigurationen, die hierin verkörpert sind, aus Gründen der Übersichtlichkeit und Klarheit weggelassen.
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Darüber hinaus werden alphanummerische Codes wie erstens, zweitens, i), ii), a), b) usw. in Nummerierungskomponenten ausschließlich für Zwecke der Unterscheidung einer Komponente von der anderen genutzt, implizieren jedoch nicht die Wesentlichkeit, Reihenfolge oder Aufeinanderfolge der Komponenten. Wenn in dieser Beschreibung Teile eine Komponente „aufweisen“ oder „umfassen“, ist damit gemeint, dass das Teil ferner weitere Komponenten aufweist, die nicht davon ausgeschlossen sind, sofern es nicht eine bestimmte, dazu gegenteilige Beschreibung gibt.
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1 ist eine Querschnittsansicht einer hydraulikdruckausbildenden Einheit einer elektrischen Verstärkerbremsvorrichtung gemäß mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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2 ist eine Ansicht, die die Konfiguration einer elektrischen Verstärkerbremsvorrichtung gemäß mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, umfasst die elektrische Verstärkerbremsvorrichtung gemäß mindestens einer Ausführungsform alle oder einige von einem Bremspedal 100, einer Betätigungsstange 110, einer elektrischen Verstärkereinheit 120, einer Reaktionsscheibe 130, einem Hauptzylinder 140, einer Schubstange 150, einer Rückholfeder 160, einer Betriebseinheit 2 für eine elektronische Stabilitätskontrolle oder ESC und einer Steuerungseinheit 10 für einen elektrischen Verstärker. Alle oder einige dieser Komponenten bilden eine hydraulikdruckausbildende Einheit 1, das heißt, alle oder einige von dem Bremspedal 100, der Betätigungsstange 110, der elektrischen Verstärkereinheit 120, der Reaktionsscheibe 130, dem Hauptzylinder 140, der Schubstange 150 und der Rückholfeder 160.
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Das Bremspedal 100 ist Teil, auf das der Fahrer für ein Verlangsamen oder Anhalten des Fahrzeugs tritt. Wenn der Fahrer auf das Bremspedal 100 tritt, kann sich die Betätigungsstange 110 in eine Richtung bewegen, in welche der Fahrer das Bremspedal 100 niederdrückt. Der Betrag von Verstellweg oder Hub des Bremspedals 100 kann durch einen separat bereitgestellten Pedalsensor (nicht gezeigt) gemessen werden.
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Die Betätigungsstange 110 ist ein Medium zum Übertragen einer Trittkraft entsprechend dem Niederdrücken des Bremspedals 100 auf die Reaktionsscheibe 130 und dazu ausgelegt, das Verstellen des Bremspedals 100 in Abhängigkeit vom Betrag des Hubs des Bremspedals 100 einzustellen. Ein Ende der Betätigungsstange 110 ist mit dem Bremspedal 100 verbunden, und das andere Ende ist dazu ausgelegt, an die Reaktionsscheibe 130 anzugrenzen. Folglich kann sich, wenn der Fahrer auf das Bremspedal 100 tritt, um die Betätigungsstange 110 durch einen vorbestimmten Druck oder mehr niederzudrücken, die Betätigungsstange 110 in Richtung der Reaktionsscheibe 130 bewegen, um diese niederzudrücken.
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Andererseits kann die Betätigungsstange 110 in der Anfangsphase, in welcher das Treten auf das Bremspedal 100 beginnt, so angeordnet sein, dass sie um einen vorbestimmten Abstand von der Reaktionsscheibe 130 beabstandet ist. In diesem Fall kann das Treten des Bremspedals 100 durch den Fahrer die Betätigungsstange 110 zwingen, die Reaktionsscheibe 130 niederzudrücken.
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Die elektrische Verstärkereinheit 120 ist dazu ausgelegt, durch die Drehung des Motors 122 angetrieben zu werden, um den Motorkolben 128 zu veranlassen, sich zum Einstellen der Verschiebung des Motorkolbens 128 linear zu bewegen. Wenn die Verschiebung des Motorkolbens 128 eingestellt wird, kann der Hauptzylinder 140 mit Druck beaufschlagt werden. Hierfür kann die elektrische Verstärkereinheit 120 einen Motor 122, eine Getriebeeinheit 124, eine Schraubenwelle 126 und den Motorkolben 128 umfassen.
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Der Motor 122 ist dazu ausgelegt, sich unter der Regelung der Steuerungseinheit 10 für den elektrischen Verstärker in der Vorwärtsrichtung oder der entgegengesetzten Richtung um seine Achse zu drehen.
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Die Getriebeeinheit 124 ist dazu ausgelegt, ein Drehmoment gemäß der Drehbewegung des Motors 122 auf die Schraubenwelle 126 zu übertragen. Zu diesem Zweck kann die Getriebeeinheit 124 ein erstes Zahnrad 124_1, ein zweites Zahnrad 124 2 und ein drittes Zahnrad 124 3 umfassen.
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In diesem Fall leitet das erste Zahnrad 124_1 das Drehmoment des Motors 122 primär an das zweite Zahnrad 124_2 weiter. Das zweite Zahnrad 124 2 überträgt das vom ersten Zahnrad 124_1 empfangene Drehmoment auf das dritte Zahnrad 124_3. Das dritte Zahnrad 124_3 leitet das Drehmoment vom zweiten Zahnrad 124 2 auf die Schraubenwelle 126 weiter. Basierend auf dem Verhältnis der Anzahl der Zähne des ersten Zahnrads 124_1 zum dritten Zahnrad 124 3 kann sich die Drehgeschwindigkeit in einem bestimmten Grad verringern oder erhöhen, während das Drehmoment vom ersten Zahnrad 124_1 auf das dritte Zahnrad 124 3 übertragen wird.
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Die Schraubenwelle 126 ist dazu ausgelegt, von der Getriebeeinheit 124 Drehmoment zu empfangen und die Drehbewegung in lineare Bewegung umzuwandeln. Hierfür kann die Schraubenwelle 126 eine erste Welle 126_1 und eine zweite Welle 126 2 umfassen.
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In diesem Fall wird die erste Welle 126_1 durch das dritte Zahnrad 124 3 beschränkt und gedreht, und die zweite Welle 126_2 ist dazu ausgelegt, die Drehbewegung der ersten Welle 126_1 in lineare Bewegung umzuwandeln. Vorzugsweise kann die erste Welle 126_1 ein Ritzel sein, und die zweite Welle 126_2 kann eine Zahnstange sein. Da außerdem ein Ende der zweiten Welle 126_2 an den Motorkolben 128 gekoppelt ist, kann sich der Motorkolben 128, wenn der Motor 122 angetrieben wird, vorwärts in Richtung der Reaktionsscheibe 130 oder zurück in die entgegengesetzte Richtung bewegen.
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Dementsprechend kann der Motorkolben 128 die lineare Bewegung, das heißt, Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung, durch die Getriebeeinheit 124 und die Schraubenwelle 126 ausführen. Insbesondere kann der Motorkolben 128, während er sich vorwärtsbewegt, die Reaktionsscheibe 130 niederdrücken, und dementsprechend kann der Hauptzylinder 140 mit Druck beaufschlagt werden.
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Die Reaktionsscheibe 130 ist dazu ausgelegt, nach der Verdrängungssteuerung mindestens einer/s von der Betätigungsstange 110 und dem Motorkolben 128 niedergedrückt und bewegt zu werden. In 1 sind die Reaktionsscheibe 130 und der Kolben 128 im Kontakt miteinander gezeigt. Wenn jedoch kein Bremsen erforderlich ist, kann der Motorkolben 128 von der Reaktionsscheibe 130 beabstandet sein.
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Wenn die Reaktionsscheibe 130 durch mindestens eine/n von der Betätigungsstange 110 und dem Motorkolben 128 niedergedrückt wird, wird die durch die Kraft des Niederdrückens ausgebildete Reaktionskraft über die Betätigungsstange 110 an den Fahrer übertragen, wodurch der Fahrer das Pedalgefühl erhält.
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Darüber hinaus kann die Reaktionsscheibe 130 dazu ausgelegt sein, dass ihr Zentrum von der Betätigungsstange 110 niedergedrückt wird und ihre äußeren Teile vom Motorkolben 128 niedergedrückt werden. Hierfür ist der vertikale Abschnitt des Motorkolbens 128 dazu ausgelegt, von einem ringförmigen Typ zu sein, und weist einen hohlen Abschnitt (nicht gezeigt) auf, durch den die Betätigungsstange 110 verlaufen kann. In diesem Fall sind die Betätigungsstange 110 und die Reaktionsscheibe 130 vorzugsweise koaxial angeordnet.
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Andererseits kann die Reaktionsscheibe 130 aus einem zusammendrückbaren elastischen Material hergestellt sein. Beispielsweise kann mindestens ein Teil der Reaktionsscheibe 130 aus einem Gummimaterial ausgebildet sein. Dementsprechend kann, wenn der Motorkolben 128 die Reaktionsscheibe 130 niederdrückt, der zentrale Teil der Reaktionsscheibe 130 gemäß dem Grad von Niederdrücken in Richtung der Betätigungsstange 110 vorstehen.
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Zusätzlich kann die elektrische Verstärkerbremsvorrichtung gemäß mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ferner eine Reaktionsscheibenaufnahmeeinheit 135 umfassen, die mit einem internen Aufnahmeraum zum Aufnehmen mindestens eines Teils der Reaktionsscheibe 130 ausgebildet ist. Die Reaktionsscheibenaufnahmeeinheit 135 kann eine Seite aufweisen, die mit einer Schubstange 150 ausgebildet ist, die dazu angepasst ist, sich in Reaktion auf ein Niederdrücken der Reaktionsscheibe 130 durch mindestens eine/n von der Betätigungsstange 110 und dem Motorkolben 128 vorwärtszubewegen.
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Der Hauptzylinder 140 ist dazu ausgelegt, darin ein Bremsfluid aufzunehmen. Wenn das Bremsfluid im Hauptzylinder 140 mit Druck beaufschlagt wird, kann zum Bremsen des Fahrzeugs verwendeter Hydraulikdruck ausgebildet werden. Zu dieser Zeit wird der ausgebildete Hydraulikdruck durch die ESC-Betriebseinheit 2 an eine Vielzahl von Radbremsen 210, 220, 230, 240 (gezeigt in 3) übertragen.
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Die Schubstange 150 ist dazu ausgelegt, auf die Bewegung der Reaktionsscheibe 130 zu reagieren, um den Hauptzylinder 140 mit Druck zu beaufschlagen. Hierfür kann mindestens ein Teil der Schubstange 150 dazu ausgelegt sein, in den Hauptzylinder 140 eingesetzt zu werden. In diesem Fall kann sich die Schubstange 150 im Hauptzylinder 140 entlang dessen Längsrichtung hin- und herbewegen, und wenn sich die Schubstange 150 vorwärtsbewegt, kann das im Inneren des Hauptzylinders 140 gespeicherte Bremsfluid mit Druck beaufschlagt werden.
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Die Rückholfeder 160 ist im Inneren des Hauptzylinders 140 angeordnet und wird durch die Hin-und Herbewegung der Schubstange 150 zusammengedrückt oder auseinandergezogen. Die Rückholfeder 160 kann aus einer Schraubenfeder bestehen, ist aber nicht darauf beschränkt, und kann aus einer Blattfeder oder einem elastischen Körper wie Gummi bestehen. Wenn keine Hydraulikbremsung ausgeführt wird, kann die Rückholfeder 160 verwendet werden, um die Reaktionsscheibe 130, den Motorkolben 128, die Betätigungsstange 110 und das Bremspedal 100 in ihre ursprünglichen Positionen zurückzubringen.
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Andererseits umfasst die elektrische Verstärkerbremsvorrichtung gemäß mindestens einer Ausführungsform eine Befestigungseinheit 170 für den elastischen Körper und einen elastischen Körper 180 zum Ausbilden von Trittkraft.
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Die Befestigungseinheit 170 für den elastischen Körper ist an einem Gehäuse 190 der hydraulikdruckausbildenden Einheit 1 befestigt, und mindestens ein Teil des elastischen Körpers 180 ist an einer Oberfläche der Befestigungseinheit 170 für den elastischen Körper befestigt. Die Befestigungseinheit 170 für den elastischen Körper ist ausgebildet, um den elastischen Körper 180 zu stützen, wenn der elastische Körper 180 durch das Niederdrücken des Bremspedals 100 durch den Fahrer niedergedrückt wird.
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Der elastische Körper 180 ist so angeordnet, dass ein Ende in Kontakt mit der Betätigungsstange 110 ist, und das andere Ende ist in Kontakt mit der Befestigungseinheit 170 für den elastischen Körper. Der elastische Körper 180 bildet in Reaktion auf die Bewegung der Betätigungsstange 110 eine elastische Kraft aus. Der elastische Körper 180 kann aus einer Feder 181 bestehen, oder er kann aus einer Kombination aus der Feder 181 und einem Dämpfer 182 bestehen. In 1 sind die Feder 181 und der Dämpfer 182 in Reihe zu verbindend gezeigt, doch die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf begrenzt, und die Feder 181 und der Dämpfer 182 können parallel verbunden sein.
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Wenn der Fahrer das Bremspedal 100 niederdrückt, drückt die Betätigungsstange 110 den elastischen Körper 180 zusammen, während sie sich in Richtung der Reaktionsscheibe 130 bewegt. Da der zusammengedrückte elastische Körper 180 eine Reaktionskraft aus einer elastischer Kraft ausbildet, kann er die Trittkraft wieder dem Fahrer zuführen. Folglich kann, obwohl die Betätigungsstange 110 nicht in Kontakt mit der Reaktionsscheibe 130 ist, sodass von der Reaktionsscheibe 130 keine Reaktionskraft erzeugt wird, eine vom elastischen Körper 180 ausgebildete Reaktionskraft dem Fahrer ermöglichen, das Pedalgefühl zu erhalten. Da zudem der elastische Körper 180 mit der Befestigungseinheit 170 für den elastischen Körper verbunden ist, kann der Fahrer selbst während Druckveränderungen im Hauptzylinder 140 vor dem Empfinden von Unregelmäßigkeiten im Pedalgefühl geschützt sein.
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Die ESC-Betriebseinheit 2 ist dazu ausgelegt, einen erforderlichen Bremsdruck zum Bremsen des Fahrzeugs zu berechnen. Zu diesem Zweck kann, wie in 2 gezeigt, die ESC-Betriebseinheit 2 eine erste Hydraulikdruckberechnungseinheit 22 zum automatischen Berechnen des erforderlichen Bremsdrucks gemäß dem Fahrmodus des Fahrzeugs und Übertragen des berechneten Werts des erforderlichen Bremsdrucks an die Steuerungseinheit 10 für den elektrischen Verstärker umfassen.
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Hier kann der Begriff „Fahrmodus“ Modi bezeichnen, die unter anderem eine adaptive Geschwindigkeitsregelung (ACC), eine automatische Fahrzeughaltfunktion (AHB), eine Berganfahrhilfe (HAC), einen hydraulischen Bremsassistenten (HBA), eine autonome Notbremsung (AEB) und einen Parkassistenten mit Fernbedienung (RSPA) nutzen.
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Zum automatischen Berechnen des erforderlichen Bremsdrucks kann die erste Hydraulikdruckberechnungseinheit 22 von verschiedenen am Fahrzeug montierten Sensoren Messwerte empfangen. Beispielsweise können Werte empfangen werden, die einer von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (nicht gezeigt) gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit, einer von einem Beschleunigungssensor (nicht gezeigt) gemessenen Beschleunigung und einer von einem Radar (nicht gezeigt) gemessenen Entfernung zu einem Objekt entsprechen. Folglich kann die erste Hydraulikdruckberechnungseinheit 22 alle oder einige der vorstehenden Werte nutzen, um automatisch den erforderlichen Bremsdruck zu berechnen, wenn das Fahrzeug bremsen muss, beispielsweise, wenn vom ein Fahrzeug erkannt wird und eine Verlangsamung erforderlich ist.
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Die ESC-Betriebseinheit 2 kann ferner einen Drucksensor 24 umfassen, der dazu ausgelegt ist, den Druck des Hauptzylinders 140 zu messen. Der vom Drucksensor 24 gemessene Druckwert des Hauptzylinders 140 kann an die Steuerungseinheit 10 für den elektrischen Verstärker übertragen werden.
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Die Steuerungseinheit 10 für den elektrischen Verstärker steuert die Position des Motorkolbens 128, indem sie von der ESC-Betriebseinheit 2 Werte des erforderlichen Bremsdrucks und des Drucks des Hauptzylinders 140 empfängt. Beispielsweise kann die Steuerungseinheit 10 für den elektrischen Verstärker von der ersten Hydraulikdruckberechnungseinheit 22 einen Wert des erforderlichen Bremsdrucks empfangen. Die Steuerungseinheit 10 für den elektrischen Verstärker kann die Position des Motorkolbens 128 durch Regeln der Drehung des Motors 122 steuern.
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Zur Positionssteuerung des Motorkolbens 128 kann die Steuerungseinheit 10 für den elektrischen Verstärker eine Vorwärtsregelungseinheit 12, eine Rückkopplungsregelungseinheit 13 und eine Motorsteuerungseinheit 14 umfassen.
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Die Vorwärtsregelungseinheit 12 kann einen Wert des erforderlichen Bremsdrucks in die Verschiebung des Motorkolbens 128 konvertieren. Beim Konvertieren der Verschiebung des Motorkolbens 128 mit dem erforderlichen Bremsdruckwert kann eine Berechnungsformel genutzt werden, die ein dynamisches Modell der elektrischen Verstärkereinheit 120, empirisch ermittelte Berechnungswerte und dergleichen nutzt. Bei der folgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, dass die Verschiebung des Motorkolbens 128, konvertiert durch die Vorwärtsregelungseinheit 12, als eine Konvertierungsverschiebung definiert ist.
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Die Rückkopplungsregelungseinheit 13 kann eine Ausgleichsverschiebung des Motorkolbens 128 basierend auf der Differenz zwischen dem erforderlichen Bremsdruckwert und dem Druckwert des Hauptzylinders 140 berechnen. Nicht nur die Vorwärtsregelungseinheit 12 berechnet die Umrechnungsverdrängung des Motorkolbens 128, sondern auch die Rückkopplungsregelungseinheit 13 berechnet die Umrechnungsverdrängung des Motorkolbens 128, weshalb die Steuerungseinheit 10 für den elektrischen Verstärker die berechnete Verdrängung des Motorkolbens 128 bereitstellen kann, die exakt dem erforderlichen Bremsdruck entspricht.
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Die Motorsteuerungseinheit 14 steuert den Motor 122 auf Grundlage der Konvertierungsverschiebung plus der Ausgleichsverschiebung als Verschiebungswert des Motorkolbens 128. Mit anderen Worten, die Motorsteuerungseinheit 14 kann die Drehung des Motors 122 so steuern, dass sich der Motorkolben 128 um eine Verschiebung bewegt, die durch Addieren der Ausgleichsverschiebung zu einer Konvertierungsverschiebung ermittelt wurde. In diesem Fall kann, wenn sich der Motorkolben 128 bewegt, der Hauptzylinder 140 mit Druck beaufschlagt werden.
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3 ist eine grafische Darstellung, die erläutert, dass ein von der elektrischen Verstärkereinheit erzeugter Bremsdruck einer Vielzahl von Radbremsen zugeführt wird.
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Wie in 3 gezeigt, umfasst die ESC-Betriebseinheit 2 Akkumulatoren 200 zum Speichern von Bremsfluid und Pumpen 202 zum Pumpen des in den Akkumulatoren 200 gespeicherten Bremsfluids.
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Wenn der Hauptzylinder 140 mit Druck beaufschlagt wird, während sich der Motorkolben 128 bewegt, wendet die ESC-Betriebseinheit 2 den durch Druckbeaufschlagung des Hauptzylinders 140 erzeugten Bremsdruck auf eine Vielzahl von Radbremsen 210, 220, 230, 240 des Fahrzeugs an. Konkreter kann der Bremsdruck durch eine in der ESC-Betriebseinheit 2 enthaltene Hydraulikdruckübertragungseinheit 26 an die Vielzahl von Radbremsen 210, 220, 230, 240 übertragen werden.
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Da die konventionellen ESC-Betriebseinheiten den Bremsdruck direkt erzeugen müssen, benötigen sie teure Pumpen und Ventile, damit sie kontinuierlich dem exakt benötigten Bremsdruck entsprechen.
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Die elektrische Verstärkerbremsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist dazu ausgelegt, beim Umsetzen eines Fahrerassistenzsystems, beispielsweise einer adaptiven Geschwindigkeitsregelung (ADC), die Position des Motorkolbens 128 durch die Steuerungseinheit 10 für den elektrischen Verstärker zu steuern. Mit anderen Worten, mit der vorliegenden Offenbarung ist es nicht mehr notwendig, dass die ESC-Betriebseinheit 2 die Verschiebung des Motorkolbens 128 berechnet oder die Position des Motorkolbens 128 steuert, um Hydraulikdruck auszubilden. Darüber hinaus ist bei der Ausbildung des Bremsdrucks ein Einsetzen des Motors 122 der elektrischen Verstärkereinheit 120 hinsichtlich der Ansprechbarkeit und Genauigkeit vorteilhafter als ein Verwenden der Pumpe 202 und von Ventilen der ESC-Betriebseinheit 2. Folglich kann die vorliegende elektrische Verstärkerbremsvorrichtung selbst mit Pumpen und Ventilen relativ niedriger Spezifikation exakt dem erforderlichen Bremsdruck folgen.
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Darüber hinaus kann die vorliegende elektrische Verstärkerbremsvorrichtung Geräuschprobleme eliminieren, die erzeugt werden können, wenn die ESC-Betriebseinheit 2 die Pumpen 202 und die Ventile direkt antreibt, um den Bremsdruck auszubilden.
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Andererseits umfasst die elektrische Verstärkerbremsvorrichtung 3 gemäß mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ferner eine zweite Hydraulikdruckberechnungseinheit (nicht gezeigt) zum Berechnen des erforderlichen Bremsdrucks gemäß dem Betrag von Hub des Bremspedals 100 und Übertragen des berechneten Werts des erforderlichen Bremsdrucks an die Steuerungseinheit 10 für den elektrischen Verstärker. Damit soll die vom Fahrer angeforderte Bremskraft erreicht werden.
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Die zweite Hydraulikdruckberechnungseinheit kann separat von der ESC-Betriebseinheit 2 und der Steuerungseinheit 10 für den elektrischen Verstärker konfiguriert sein. Beispielsweise kann die zweite Hydraulikdruckberechnungseinheit dazu ausgelegt sein, an den Pedalsensor elektrisch angeschlossen zu werden.
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Darüber hinaus kann die Steuerungseinheit 10 für den elektrischen Verstärker den erforderlichen Bremsdruckwert von der ersten Hydraulikdruckberechnungseinheit 22 und der zweiten Hydraulikdruckberechnungseinheit empfangen. Konkreter können die Vorwärtsregelungseinheit 12 und die Rückkopplungsregelungseinheit 13 den erforderlichen Bremsdruckwert von der ersten Hydraulikdruckberechnungseinheit 22 und der zweiten Hydraulikdruckberechnungseinheit empfangen.
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In diesem Fall kann die Vorwärtsregelungseinheit 12 den erforderlichen Bremsdruckwert, der von der ersten Hydraulikdruckberechnungseinheit 22 berechnet wird, oder den erforderlichen Bremsdruckwert, der von der zweiten Hydraulikdruckberechnungseinheit berechnet wird, in die Verschiebung des Motorkolbens 128 konvertieren. Ähnlich kann die Rückkopplungsregelungseinheit 13 auch die Differenz zwischen dem von der ersten Hydraulikdruckberechnungseinheit 22 berechneten erforderlichen Bremsdruckwert oder dem von der zweiten Hydraulikdruckberechnungseinheit berechneten Bremsdruckwert und dem Druck des Hauptzylinders 140 ausgleichen, um die Verschiebung des Motorkolbens 128 zu berechnen.
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Ob der von einer Hydraulikdruckberechnungseinheit berechnete erforderliche Bremsdruck zu nutzen ist, kann unter Berücksichtigung des Fahrmodus, der Größenordnung des erforderlichen dynamischen Drucks und dergleichen bestimmt werden. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht notwendigerweise darauf beschränkt, den von der ersten Hydraulikdruckberechnungseinheit 22 berechneten erforderlichen Bremsdruckwert oder den von der zweiten Hydraulikdruckberechnungseinheit berechneten erforderlichen Bremsdruckwert zu verwenden.
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Beispielsweise kann die vorliegende Offenbarung einen neuen erforderlichen Bremsdruckwert berechnen, indem sie sowohl den von der ersten Hydraulikdruckberechnungseinheit 22 berechneten erforderlichen Bremsdruck als auch den von der zweiten Hydraulikdruckberechnungseinheit berechneten erforderlichen Bremsdruck berücksichtigt. In diesem Fall kann auf den von der ersten Hydraulikdruckberechnungseinheit 22 berechneten erforderlichen Bremsdruck und den von der zweiten Hydraulikdruckberechnungseinheit berechneten erforderlichen Bremsdruck eine Wichtung angewendet werden.
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4 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Regeln einer elektrischen Verstärkerbremsvorrichtung gemäß mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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Wie in 4 gezeigt, können die elektrische Verstärkereinheit 120 in der hydraulikdruckausbildenden Einheit 1 und die ESC-Betriebseinheit 2 kooperieren, um die elektrische Verstärkerbremsvorrichtung gemäß mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zu steuern.
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Die ESC-Betriebseinheit 2 stellt fest, ob die Situation ein hydraulisches Bremsen erfordert (S400). Bei der Feststellung, dass kein Hydraulikbremsen erforderlich ist, fährt die ESC-Betriebseinheit 2 nicht mit dem nachfolgenden Prozess fort und fährt damit fort, festzustellen, ob die Situation ein hydraulisches Bremsen erfordert oder nicht.
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Bei der Feststellung, dass die Situation ein hydraulisches Bremsen erfordert, berechnet die ESC-Betriebseinheit 2 den erforderlichen Bremsdruck und misst den Druck des Hauptzylinders 140. Konkreter berechnet die erste Hydraulikdruckberechnungseinheit 22 den erforderlichen Bremsdruck für hydraulisches Bremsen, und der Drucksensor 24 misst den Druck des Hauptzylinders 140. Nicht nur die erste Hydraulikdruckberechnungseinheit 22, sondern auch die zweite Hydraulikdruckberechnungseinheit können den erforderlichen Bremsdruck für hydraulisches Bremsen berechnen. Die erste Hydraulikdruckberechnungseinheit 22 und/oder die zweite Hydraulikdruckberechnungseinheit berechnen den erforderlichen Bremsdruck, und der Drucksensor 24 misst den Druck des Hauptzylinders 140 (S410). Da die Berechnung des erforderlichen Hydraulikdrucks oben beschrieben wurde, wird ihre ausführliche Beschreibung hier weggelassen.
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Die Steuerungseinheit 10 kann Werte des erforderlichen Bremsdrucks und des Drucks des Hauptzylinders 140 empfangen. Genauer kann die Steuerungseinheit 10 für den elektrischen Verstärker den erforderlichen Bremsdruck von der ersten Hydraulikdruckberechnungseinheit 22 empfangen. Wenn auch die zweite Hydraulikdruckberechnungseinheit den erforderlichen Bremsdruck berechnet hat, kann die Steuerungseinheit 10 für den elektrischen Verstärker den erforderlichen Bremsdruckwert von der zweiten Hydraulikdruckberechnungseinheit empfangen. Die Steuerungseinheit 10 für den elektrischen Verstärker empfängt den erforderlichen Bremsdruckwert von der ersten Hydraulikdruckberechnungseinheit 22 und/oder der zweiten Hydraulikdruckberechnungseinheit (S420).
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Darüber hinaus empfängt die Steuerungseinheit 10 für den elektrischen Verstärker den aktuellen Druckwert des Hauptzylinders 140 vom Drucksensor 24 (S430). In 4 ist gezeigt, dass Schritt S430 nach Schritt S420 ausgeführt wird, was die Offenbarung nicht einschränkt, und Schritt S430 kann vor Schritt S420 ausgeführt werden, oder die Schritte S420 und S430 können gleichzeitig ausgeführt werden.
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Die Steuerungseinheit 10 für den elektrischen Verstärker wandelt bei Empfang des erforderlichen Bremsdruckwerts diesen in eine Konvertierungsverschiebung des Motorkolbens 128 um (S440). Genauer ausgedrückt, kann die Konvertierungsverschiebung des Motorkolbens 128 durch die in der Steuerungseinheit 10 für den elektrischen Verstärker enthaltene Vorwärtsregelungseinheit 12 berechnet werden.
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Bei Empfang der Werte des erforderlichen Bremsdrucks von der ersten Hydraulikdruckberechnungseinheit 22 und der zweiten Hydraulikdruckberechnungseinheit kann die Steuerungseinheit 10 für den elektrischen Verstärker den/die erforderlichen Bremsdruckwert(e) in eine Verschiebung des Motorkolbens 128 konvertieren.
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Darüber hinaus berechnet die Steuerungseinheit 10 für den elektrischen Verstärker eine Ausgleichsverschiebung des Motorkolbens 128 auf Grundlage der Differenz zwischen dem erforderlichen Bremsdruckwert und dem Druckwert des Hauptzylinders 140 (S450). Genauer ausgedrückt, kann die Ausgleichsverschiebung des Motorkolbens 128 durch die in der Steuerungseinheit 10 für den elektrischen Verstärker enthaltene Rückkopplungsregelungseinheit 13 berechnet werden.
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Bei Empfang der Werte des erforderlichen Bremsdrucks von der ersten Hydraulikdruckberechnungseinheit 22 und der zweiten Hydraulikdruckberechnungseinheit kann die Steuerungseinheit 10 für den elektrischen Verstärker auch eine Ausgleichsverschiebung des Motorkolbens 128 auf Grundlage der Differenz zwischen dem erforderlichen Bremsdruckwert von der ersten Hydraulikdruckberechnungseinheit 22 und/oder dem erforderlichen Bremsdruckwert von der zweiten Hydraulikdruckberechnungseinheit und dem Druckwert des Hauptzylinders 140 berechnen.
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Die vorstehende Beschreibung betrifft den Betrieb der Steuerungseinheit 10 für den elektrischen Verstärker und die Frage, ob sie den erforderlichen Bremsdruck von welcher Hydraulikdruckberechnungseinheit nutzt oder nicht, um die Konvertierungsverschiebung und die Ausgleichsverschiebung des Motorkolbens 128 zu berechnen, und eine ausführliche Beschreibung davon wird hierin weggelassen.
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Die Steuerungseinheit 10 für den elektrischen Verstärker steuert die Drehung des Motors 122, sodass sich der Motorkolben 128 um die Verschiebung bewegt, die durch Addieren der Ausgleichsverschiebung zur Konvertierungsverschiebung ermittelt wurde, und beaufschlagt dabei den Hauptzylinder 140 (S460) mit Druck. Wenn der Hauptzylinder 140 mit Druck beaufschlagt ist, kann ein für Bremsen erforderlicher Bremsdruck erzeugt werden. Die ESC-Betriebseinheit 2 kann den erzeugten Bremsdruck der Vielzahl von Radbremsen 210, 220, 230 und 240 zuführen.
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Das Steuerungsverfahren der elektrischen Verstärkerbremsvorrichtung gemäß mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst die vorstehenden Schritte, und folglich kann die Steuerungseinheit 10 für den elektrischen Verstärker bei der Umsetzung eines Fahrerassistenzsystems wie einer adaptiven Geschwindigkeitsregelung (ADC) die Position des Motorkolbens 128 steuern. Durch die Anordnung, die den Bremsdruck mit der elektrischen Verstärkereinheit 120 aufbaut, können die elektrische Verstärkerbremsvorrichtung und das Steuerungsverfahren dafür, wie durch einige Ausführungsformen offenbart, die Spezifikation absenken und die Kosten der ESC-Betriebseinheit 2 verringern und durch Hydrauliksteuerung produzierte Geräusche reduzieren.
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Wie vorstehend beschrieben, ist der elektrische Verstärker gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung dazu ausgelegt, während des hydraulischen Bremsens den Hydraulikdruck zu steuern, wodurch die Spezifikation abgesenkt wird und die Kosten der ESC-Betriebseinheit verringert und durch Hydrauliksteuerung verursachte Geräusche reduziert werden.
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Obwohl beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu veranschaulichenden Zwecken beschrieben wurden, versteht der Fachmann, dass verschiedene Modifikationen, Ergänzungen und Ersetzungen möglich sind, ohne vom Gedanken und Schutzumfang der beanspruchten Erfindung abzuweichen. Folglich wurden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung aus Gründen der Übersichtlichkeit und Klarheit beschrieben. Der Schutzumfang des technischen Gedankens der vorliegenden Ausführungsformen ist durch die Abbildungen nicht begrenzt. Dementsprechend würde ein Fachmann verstehen, dass der Schutzumfang der beanspruchten Erfindung nicht durch die explizit beschriebenen vorstehenden Ausführungsformen, sondern durch die Ansprüche und Äquivalente davon begrenzt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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